ES2890798T3 - Protection devices against overvoltages, overcurrents and electric arc - Google Patents

Protection devices against overvoltages, overcurrents and electric arc Download PDF

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Thomas Tsovilis
Kostas Bakatsias
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Abstract

Un dispositivo de protección de circuito que comprende: un sistema de protección de arco eléctrico, sobretensión, sobrecorriente y sobrecarga (100) que está conectado entre una pluralidad de líneas de fase (L1, L2, L3) y una línea neutra (N) que se encuentran entre una línea de suministro de energía entrante y un panel de carga eléctrica (62) en un equipo eléctrico, o que esté conectado entre la pluralidad de líneas de fase (L1, L2, L3); donde: a) el sistema de protección contra arco eléctrico, sobretensión, sobrecorriente y sobrecarga comprende: un dispositivo de palanca (102) que está acoplado a la pluralidad de líneas de fase (L1, L2, L3) y a la línea neutra (N) y está configurado para evitar una condición de sobretensión generando a través de al menos un tiristor una ruta de corriente de baja resistencia de la pluralidad de líneas de fase a la línea neutra; una pluralidad de dispositivos de protección contra sobrecargas (104) que están conectados a la pluralidad de líneas de fase y a la línea neutra y que están configurados para proteger el equipo durante una condición de sobretensión conduciendo una cantidad limitada de corriente que corresponde a la condición de sobretensión; y un circuito de accionamiento de palanca (106) que está configurado para hacer que el dispositivo de palanca se encienda y proporcione la ruta de corriente de baja resistencia desde una de la pluralidad de líneas de fase a la línea neutra; o b) el sistema de protección contra arco eléctrico, sobretensión, sobrecorriente y sobrecarga comprende: un dispositivo de palanca que está acoplado a y entre la pluralidad de líneas de fase (L1, L2, L3) y está configurado para evitar una condición de sobretensión generando selectivamente a través de al menos un tiristor una ruta de corriente de baja resistencia entre la pluralidad de líneas de fase; una pluralidad de dispositivos de protección contra sobrecargas que están conectados a y entre la pluralidad de líneas de fase y que están configurados para proteger el equipo durante una condición de sobretensión conduciendo una cantidad limitada de corriente que corresponde a la condición de sobretensión; y un circuito de accionamiento de palanca que está configurado para hacer que el dispositivo de palanca se encienda y proporcione la ruta de corriente de baja resistencia entre la pluralidad de líneas de fase; y caracterizado por que el circuito de accionamiento de palanca comprende: una pluralidad de circuitos de accionamiento de tiristores (168) que están configurados para generar señales de accionamiento de tiristores que son recibidas por el dispositivo de palanca; una fuente de energía y un circuito de retención de voltaje (166) que está configurado para recibir energía eléctrica para el circuito de accionamiento de palanca y para proporcionar energía al circuito de accionamiento de palanca durante un período de tiempo después de que se pierde la energía eléctrica para el circuito de accionamiento de palanca; y un circuito de interfaz (164) que está configurado para recibir entradas correspondientes a voltajes de la pluralidad de líneas de fase, flujo de corriente a través de la pluralidad de líneas de fase, una señal de arco eléctrico y/o temperaturas de los respectivos dispositivos de protección contra sobrecargas.A circuit protection device comprising: an electric arc, overvoltage, overcurrent and overload protection system (100) that is connected between a plurality of phase lines (L1, L2, L3) and a neutral line (N) that are between an incoming power supply line and an electrical load panel (62) in electrical equipment, or are connected between the plurality of phase lines (L1, L2, L3); where: a) the protection system against electric arc, overvoltage, overcurrent and overload comprises: a lever device (102) that is coupled to the plurality of phase lines (L1, L2, L3) and to the neutral line (N) and is configured to prevent an overvoltage condition by generating through at least one thyristor a low resistance current path from the plurality of phase lines to the neutral line; a plurality of surge protection devices (104) that are connected to the plurality of phase lines and to the neutral line and that are configured to protect the equipment during an overvoltage condition by conducting a limited amount of current corresponding to the overvoltage condition overvoltage; and a toggle drive circuit (106) that is configured to cause the toggle device to turn on and provide the low resistance current path from one of the plurality of phase lines to the neutral line; or b) the arc flash, overvoltage, overcurrent and overload protection system comprises: a toggle device that is coupled to and between the plurality of phase lines (L1, L2, L3) and is configured to prevent an overvoltage condition by selectively generating through at least one thyristor a low resistance current path between the plurality of phase lines; a plurality of surge protection devices that are connected to and between the plurality of phase lines and that are configured to protect the equipment during an overvoltage condition by conducting a limited amount of current corresponding to the overvoltage condition; and a toggle drive circuit that is configured to cause the toggle device to turn on and provide the low resistance current path between the plurality of phase lines; and characterized in that the toggle drive circuit comprises: a plurality of thyristor drive circuits (168) that are configured to generate thyristor drive signals that are received by the toggle device; a power source and a voltage hold circuit (166) that is configured to receive electrical power for the lever actuation circuit and to provide power to the lever actuation circuit for a period of time after power is lost electrical for lever actuation circuit; and an interface circuit (164) that is configured to receive inputs corresponding to voltages from the plurality of phase lines, current flow through the plurality of phase lines, an arc signal, and/or temperatures from the respective overload protection devices.

Description

DESCRIPCIÓNDESCRIPTION

Dispositivos de protección contra sobretensiones, sobrecorrientes y arco eléctricoProtection devices against overvoltages, overcurrents and electric arc

Solicitud(es) relacionada(s)Related Request(s)

La presente solicitud reivindica el beneficio y la prioridad de la Solicitud de Patente Provisional de EE.UU. N. ° 62/135,284, presentada el 19 de marzo de 2015.This application claims the benefit and priority of US Provisional Patent Application No. 62/135,284, filed March 19, 2015.

Campo de la invenciónfield of invention

La presente invención se refiere a dispositivos de protección de circuitos y, más particularmente, a dispositivos y procedimientos de protección de sobretensión, sobrecorriente y arco eléctrico.The present invention relates to circuit protection devices and, more particularly, to overvoltage, overcurrent, and arc flash protection devices and methods.

AntecedentesBackground

Con frecuencia, se aplica voltaje o corriente excesiva a través de las líneas de servicio que suministran energía a residencias e instalaciones comerciales e institucionales. Este exceso de voltaje o picos de corriente (sobretensiones transitorias y sobrecorrientes) pueden ser el resultado de la caída de rayos, por ejemplo. Los eventos anteriores pueden ser de especial preocupación en los centros de distribución de telecomunicaciones, hospitales y otras instalaciones donde los daños al equipo causados por sobretensiones y/o sobrecargas de corriente y el tiempo de inactividad resultante pueden ser muy costosos.Excessive voltage or current is often applied through service lines that supply power to residences and commercial and institutional facilities. These excess voltage or current spikes (transient overvoltages and overcurrents) can be the result of lightning strikes, for example. The above events can be of particular concern in telecommunications distribution centers, hospitals and other facilities where equipment damage caused by power surges and/or surges and the resulting downtime can be very costly.

Normalmente, los equipos electrónicos sensibles pueden protegerse contra sobretensiones transitorias y sobrecorrientes mediante el uso de dispositivos de protección contra sobretensiones (SPD). Por ejemplo, se hace una breve referencia a la Figura 1, que es un sistema que incluye protección convencional contra sobretensiones y sobrecarga. Un dispositivo de protección contra sobretensiones 10 se puede instalar en una entrada de energía del equipo que se va a proteger 50, que normalmente está protegido contra sobrecorrientes. El modo de fallo típico de un SPD es un cortocircuito. La protección contra sobrecorriente normalmente empleada es una combinación de un seccionador térmico interno para proteger el dispositivo del sobrecalentamiento debido al aumento de las corrientes de fuga y un fusible externo para proteger el dispositivo de las corrientes de falla más altas. Diferentes tecnologías SPD pueden evitar el uso del seccionador térmico interno porque, en caso de fallo, cambian su modo de operación a una resistencia óhmica baja. De esta manera, el dispositivo puede soportar importantes corrientes de cortocircuito. En este sentido, puede que no haya necesidad operativa de un seccionador térmico interno. Además de lo anterior, algunas realizaciones que muestran capacidades de resistencia a cortocircuitos aún mayores también pueden estar protegidas solo por el disyuntor principal de la instalación sin la necesidad de un fusible de derivación dedicado. Typically, sensitive electronic equipment can be protected against transient overvoltages and overcurrents through the use of surge protection devices (SPDs). For example, brief reference is made to Figure 1, which is a system including conventional surge and overload protection. A surge protection device 10 may be installed at a power input of the equipment to be protected 50, which is normally protected against surge currents. The typical failure mode of an SPD is a short circuit. The overcurrent protection normally employed is a combination of an internal thermal disconnector to protect the device from overheating due to increased leakage currents and an external fuse to protect the device from higher fault currents. Different SPD technologies can avoid the use of the internal thermal disconnector because, in case of failure, they change their mode of operation to a low ohmic resistance. In this way, the device can withstand large short-circuit currents. In this sense, there may be no operational need for an internal thermal disconnector. In addition to the above, some embodiments showing even higher short-circuit withstand capabilities may also be protected only by the installation's main circuit breaker without the need for a dedicated bypass fuse.

Se hace ahora una breve referencia a la Figura 2, que es un diagrama de bloques de un sistema que incluye protección contra sobretensiones convencional. Como se ilustra, una línea trifásica se puede conectar y suministrar energía eléctrica a uno o más transformadores. 66, que a su vez puede suministrar energía eléctrica trifásica a un disyuntor principal 68. La energía eléctrica trifásica se puede proporcionar a uno o más paneles de distribución 62. Como se ilustra, las tres líneas de voltaje de la energía eléctrica trifásica pueden designarse como L1, L2 y L3 y una línea neutra puede designarse como N. En algunas realizaciones, la línea neutra N puede estar acoplada de forma conductiva a una toma de tierra.Brief reference is now made to Figure 2, which is a block diagram of a system including conventional surge protection. As illustrated, a three-phase line can be connected to and supply electrical power to one or more transformers. 66, which in turn may supply three-phase electrical power to a main circuit breaker 68. The three-phase electrical power may be provided to one or more distribution panels 62. As illustrated, the three three-phase electrical power voltage lines may be designated as L1, L2, and L3, and a neutral line may be designated N. In some embodiments, the neutral line N may be conductively coupled to ground.

Algunas realizaciones incluyen dispositivos de protección contra sobrecargas (SPD) 104. Como se ilustra, cada uno de los SPD 104 puede estar conectado entre los respectivos de L1, L2 y L3, y neutro (N). El SPD 104 Puede proteger otros equipos en la instalación tales como el panel de distribución entre otros. Además, los SPD se pueden utilizar para proteger todos los equipos en caso de sobretensiones prolongadas. Sin embargo, tal condición puede obligar al SPD a conducir una corriente limitada durante un período de tiempo prolongado, lo que puede resultar en el sobrecalentamiento del SPD y posiblemente su fallo (dependiendo de las capacidades de resistencia de energía que el SPD puede absorber y el nivel y la duración de la condición de sobretensión). Una tensión de funcionamiento típica de un SPD 104 en el presente ejemplo puede ser de aproximadamente 400 V (para 690 V L-L sistemas). En este sentido, los SPD 104 funcionarán cada uno como un aislante y, por lo tanto, no conducirán corriente durante las condiciones normales de funcionamiento. En algunas realizaciones, el voltaje de funcionamiento de los SPD 104 es suficientemente más alto que el voltaje normal de línea a neutro para asegurar que el SPD 104 seguirá funcionando como aislante incluso en los casos en que el voltaje del sistema aumente debido a condiciones de sobrevoltaje que puedan surgir como resultado de una pérdida de energía u otros problemas del sistema de energía.Some embodiments include surge protection devices (SPDs) 104. As illustrated, each of the SPDs 104 may be connected between the respective ones of L1, L2, and L3, and neutral (N). The SPD 104 can protect other equipment in the installation such as the distribution panel among others. Additionally, SPDs can be used to protect all equipment in case of prolonged surges. However, such a condition can force the SPD to carry a limited current for an extended period of time, which can result in the SPD overheating and possibly failing (depending on the energy-withstanding capabilities that the SPD can absorb and the level and duration of the overvoltage condition). A typical operating voltage of an SPD 104 in the present example may be approximately 400V (for 690V L-L systems). In this sense, the SPDs 104 will each function as an insulator and therefore will not conduct current during normal operating conditions. In some embodiments, the operating voltage of the SPDs 104 is sufficiently higher than the normal line-to-neutral voltage to ensure that the SPD 104 will continue to function as an isolator even in cases where the system voltage increases due to overvoltage conditions. that may arise as a result of a power loss or other power system problems.

En el caso de una sobrecorriente en, por ejemplo, L1, La protección de los dispositivos de carga del sistema de energía puede necesitar proporcionar una ruta de corriente a tierra para el exceso de corriente de la sobretensión. La sobretensión puede generar una sobretensión transitoria entre L1 y N. Dado que la sobretensión transitoria supera significativamente la tensión de funcionamiento del SPD 104, el SPD 104 se volverá conductor, permitiendo que el exceso de corriente fluya desde L1 a través de SPD 104 a lo neutral N. Una vez que la sobrecorriente se ha conducido a N, la condición de sobretensión termina y el SPD 104 puede volverse no conductor de nuevo. Sin embargo, en algunos casos, uno o más SPD 104 puede comenzar a permitir que se conduzca una corriente de fuga incluso a voltajes que son más bajos que el voltaje de funcionamiento de los SPD 104. In the event of an overcurrent on, say, L1, the power system's load device protection may need to provide a current path to ground for the excess current from the overvoltage. The surge can generate a transient between L1 and N. Since the surge significantly exceeds the operating voltage of SPD 104, SPD 104 will become conductive, allowing excess current to flow from L1 through SPD 104 along neutral N. Once the overcurrent has been conducted to N, the overvoltage condition ends and the SPD 104 can become non-conductive again. However, in some cases, one or more SPDs 104 may begin to allow leakage current to be conducted even at voltages that are lower than the operating voltage of the SPDs 104.

Además, dentro de un gabinete de dispositivos eléctricos puede haber dispositivos que pueden proteger el equipo dentro del gabinete y al personal cercano de los arcos eléctricos que podrían generarse dentro del gabinete. Un arco eléctrico que se produzca dentro de un gabinete puede crear daños graves y se considera un peligro de seguridad muy grave para el personal. Como tal, la detección del arco eléctrico y la interrupción de la corriente correspondiente debe ser lo más rápida posible para minimizar daños y/o riesgos. Sin embargo, especialmente en sistemas de alta potencia, durante un arco eléctrico, la corriente de fallo podría limitarse a un nivel más bajo que el umbral de corriente requerido para que el disyuntor principal se active lo suficientemente rápido. Es posible que se requieran tiempos de respuesta más rápidos para evitar daños y/o riesgos. Una solución empleada por muchos fabricantes incluye un sistema electrónico para forzar la activación externa del interruptor automático. Durante un arco eléctrico, puede haber un aumento significativo de la presión dentro del gabinete y un aumento significativo en la iluminación. Un circuito electrónico puede usar sensores ópticos y/o de presión para detectar la presencia de un arco eléctrico y activar el disyuntor. Otras técnicas más recientes utilizan lecturas del voltaje y la corriente del sistema de energía y disparan el disyuntor cuando se encuentran patrones específicos de estas lecturas.Additionally, within an electrical appliance cabinet there may be devices that can protect the equipment within the cabinet and nearby personnel from electrical arcs that could be generated within the cabinet. An electrical arc that occurs inside a cabinet can create serious damage and is considered a very serious safety hazard to personnel. As such, the detection of the electric arc and the interruption of the corresponding current must be as fast as possible to minimize damage and/or risks. However, especially in high power systems, during an arc flash, the fault current could be limited to a level lower than the current threshold required for the main breaker to trip fast enough. Faster response times may be required to avoid damage and/or risk. A solution used by many manufacturers includes an electronic system to force external activation of the circuit breaker. During an arc flash, there can be a significant increase in pressure within the cabinet and a significant increase in lighting. An electronic circuit may use optical and/or pressure sensors to detect the presence of an electrical arc and activate the circuit breaker. Other newer techniques use readings of the power system voltage and current and trip the breaker when specific patterns of these readings are found.

Sin embargo, el tiempo que un disyuntor puede tardar en desconectar el sistema de la fuente de energía (después de haber sido activado externamente por el circuito electrónico) puede ser del orden de 100 milisegundos o más. Durante este tiempo, una corriente de cortocircuito que puede estar en un intervalo de aproximadamente 10 kAmperios a aproximadamente 100 kAmperios puede causar daños a las partes internas del equipo, así como exponer al personal cercano a un peligro significativo.However, the time it can take for a circuit breaker to disconnect the system from the power source (after being externally activated by electronic circuitry) can be on the order of 100 milliseconds or more. During this time, a short-circuit current that can range from about 10 kAmps to about 100 kAmps can cause damage to internal parts of the equipment as well as expose nearby personnel to significant danger.

El documento KR100981787 describe un dispositivo integrado que incluye un regulador de control de voltaje para la eliminación de sobretensiones no polares. El documento EP1058366 describe una red de supresión de sobretensiones para sistemas de CA monofásicos y multifásicos. El documento WO2008/153578 describe un aparato habilitado para MEMS para la detección de fallos de arco y la eliminación de condiciones de arco eléctrico, que comprende un componente de detección de arco eléctrico y un componente limitador de corriente. El documento US4912589 describe una red de supresión de sobretensiones activada que comprende un dispositivo de sujeción de bajo voltaje, un dispositivo de palanca y un dispositivo de activación. El documento CN2321155 describe un pararrayos para equipos electrónicos, en particular un pararrayos que está dispuesto en líneas de entrada de señales.Document KR100981787 describes an integrated device that includes a voltage control regulator for the elimination of non-polar overvoltages. EP1058366 describes a surge suppression network for single and multiphase AC systems. WO2008/153578 describes a MEMS-enabled apparatus for detecting arc faults and eliminating arc flash conditions, comprising an arc flash detection component and a current limiting component. US4912589 describes an activated surge suppression network comprising a low voltage clamping device, a lever device and an activating device. Document CN2321155 describes a lightning rod for electronic equipment, in particular a lightning rod that is arranged on signal input lines.

CompendioCompendium

La presente invención, según se define en la reivindicación 1, está dirigida a un dispositivo de protección de circuito que incluye un sistema de protección contra arco eléctrico, sobrecorriente, sobretensión y sobrecarga que está conectado entre una pluralidad de líneas de fase y una línea neutra que se encuentran entre una línea de suministro de energía entrante y un panel de carga eléctrica en un equipo eléctrico.The present invention, as defined in claim 1, is directed to a circuit protection device that includes an electric arc, overcurrent, overvoltage, and overload protection system that is connected between a plurality of phase lines and a neutral line. located between an incoming power supply line and an electrical load panel on electrical equipment.

En algunas realizaciones, el sistema de protección de arco eléctrico, sobrecorriente, sobretensión y sobrecarga incluye un dispositivo de palanca que está acoplado a la pluralidad de líneas de fase y a la línea neutra y está configurado para evitar una condición de sobretensión al generar una ruta de corriente de baja resistencia desde la pluralidad de líneas de fase a la línea neutra, una pluralidad de dispositivos de protección contra sobrecargas que están conectados a la pluralidad de líneas de fase y a la línea neutra y que están configurados para proteger el equipo durante una condición de sobretensión al conducir una cantidad limitada de corriente que corresponde a la condición de sobretensión, y un circuito de activación de palanca que está configurado para hacer que el dispositivo de palanca se encienda y proporcione la ruta de corriente de baja resistencia desde una de la pluralidad de líneas de fase a la línea neutra.In some embodiments, the arc flash, overcurrent, overvoltage, and overload protection system includes a toggle device that is coupled to the plurality of phase lines and the neutral line and is configured to prevent an overvoltage condition by generating a path of low resistance current from the plurality of phase lines to the neutral line, a plurality of surge protection devices that are connected to the plurality of phase lines and to the neutral line and that are configured to protect the equipment during a surge condition overvoltage by conducting a limited amount of current corresponding to the overvoltage condition, and a toggle activation circuit that is configured to cause the toggle device to turn on and provide the low-resistance current path from one of the plurality of phase lines to the neutral line.

Algunas realizaciones prevén que el dispositivo de palanca incluye una pluralidad de módulos de protección contra sobretensión que están acoplados entre los respectivos de la pluralidad de líneas de fase y la línea neutra. En algunas realizaciones, uno de la pluralidad de módulos de protección contra sobretensión incluye cada uno un tiristor bidireccional y un inductor que está conectado en serie con el tiristor bidireccional. Algunas realizaciones prevén que uno de la pluralidad de módulos de protección contra sobretensión incluya cada uno dos tiristores que están conectados en antiparalelo entre sí y un inductor que está conectado en serie con los dos tiristores. En algunas realizaciones, los de la pluralidad de módulos de sobretensión comprenden además un circuito amortiguador que está conectado en paralelo con los dos tiristores. Algunas realizaciones prevén que el circuito amortiguador incluye una resistencia y un condensador que están conectados en serie entre sí.Some embodiments provide that the toggle device includes a plurality of surge protection modules that are coupled between respective ones of the plurality of phase lines and the neutral line. In some embodiments, one of the plurality of surge protection modules each includes a bidirectional thyristor and an inductor that is connected in series with the bidirectional thyristor. Some embodiments envision that one of the plurality of surge protection modules each includes two thyristors that are connected antiparallel to each other and an inductor that is connected in series with the two thyristors. In some embodiments, the one of the plurality of surge modules further comprise a snubber circuit that is connected in parallel with the two thyristors. Some embodiments provide that the snubber circuit includes a resistor and a capacitor that are connected in series with each other.

En algunas realizaciones, el sistema de protección de arco eléctrico, sobrecorriente, sobretensión y sobrecarga incluye además un sistema de detección de arco eléctrico que está configurado para detectar un arco eléctrico dentro del equipo y generar y enviar una señal de arco eléctrico al circuito de activación de palanca.In some embodiments, the arc flash, overcurrent, overvoltage, and overload protection system further includes an arc flash detection system that is configured to detect an arc flash within the equipment and generate and send an arc flash signal to the activation circuit. lever.

Algunas realizaciones prevén que el circuito de activación de palanca incluye una pluralidad de circuitos de accionamiento de tiristor que están configurados para generar señales de activación de tiristor que son recibidas por el dispositivo de palanca. En algunas realizaciones, el circuito de activación de palanca incluye además un suministro de energía y un circuito de retención de voltaje que está configurado para recibir energía eléctrica para el circuito de activación y para proporcionar energía al circuito de activación durante un período de tiempo después de que se pierda la energía eléctrica para el circuito de activación, correspondiendo un circuito de interfaz que está configurado para recibir entradas correspondientes a voltajes de la pluralidad de líneas de fase, flujo de corriente a través de la pluralidad de líneas de fase, una señal de arco eléctrico y/o temperaturas o dispositivos de protección contra sobrecargas respectivas, y un microcontrolador que está configurado para recibir datos del circuito de interfaz, para procesar los datos recibidos y para generar y enviar señales de activación uno o más de la pluralidad de circuitos de activación de tiristores, una señal de alarma a un dispositivo de alerta remoto y/o una señal de activación a un disyuntor principal. Algunas realizaciones prevén que el suministro de energía y el circuito de retención de voltaje incluyen una pluralidad de convertidores CC-CC que pueden funcionar para proporcionar voltajes a uno de la pluralidad de circuitos de activación de tiristores y un circuito de retención que está configurado para mantener un voltaje que se proporciona a la pluralidad de convertidores CC-CC.Some embodiments envision that the toggle drive circuit includes a plurality of thyristor drive circuits that are configured to generate thyristor drive signals that are received by the toggle device. In some embodiments, the lever activation circuit further includes a power supply and voltage hold circuit that is configured to receive electrical power for the activation circuit and to provide power to the activation circuit for a period of time after electrical power to the drive circuit is lost, corresponding to an interface circuit that is configured to receive inputs corresponding to voltages from the plurality of phase lines, current flow through the plurality of phase lines, an electric arc signal and/or respective temperatures or overload protection devices, and a microcontroller that is configured to receive data from the interface circuit, to process the received data and to generate and send activation signals one or more of the plurality of thyristor trigger circuits, an alarm signal to a remote warning device, and/or a trigger signal to a main circuit breaker. Some embodiments envision that the power supply and voltage hold circuit includes a plurality of DC-DC converters operable to provide voltages to one of the plurality of thyristor drive circuits and a hold circuit that is configured to hold a voltage that is provided to the plurality of DC-DC converters.

Algunas realizaciones prevén que el dispositivo de palanca incluye una pluralidad de pares de tiristores conectados en antiparalelo que están acoplados entre los respectivos de la pluralidad de líneas de fase y la línea neutra, una pluralidad de inductores que están conectados en serie con los respectivos de la pluralidad de pares de tiristores antiparalelos, y una pluralidad de dispositivos de protección contra sobrecargas que están conectados entre los respectivos de la pluralidad de líneas de fase y la línea neutra.Some embodiments envision that the toggle device includes a plurality of pairs of antiparallel connected thyristors that are coupled between respective ones of the plurality of phase lines and the neutral line, a plurality of inductors that are connected in series with respective ones of the a plurality of pairs of antiparallel thyristors, and a plurality of overload protection devices that are connected between the respective ones of the plurality of phase lines and the neutral line.

En algunas realizaciones, el sistema de protección contra arco eléctrico, sobrecorriente, sobretensión y sobrecarga incluye un dispositivo de palanca que está acoplado a y entre la pluralidad de líneas de fase y está configurado para evitar una condición de sobretensión generando selectivamente una ruta de corriente de baja resistencia entre la pluralidad de líneas de fase, una pluralidad de dispositivos de protección contra sobrecargas que están conectados a y entre la pluralidad de líneas de fase y que están configurados para proteger el equipo durante una condición de sobretensión mediante la conducción de una cantidad limitada de corriente que corresponde a la condición de sobretensión, y un circuito de accionamiento de palanca que está configurado para hacer que el dispositivo de palanca se encienda y proporcione la ruta de corriente de baja resistencia desde una de la pluralidad de líneas de fase hasta la línea neutra.In some embodiments, the arc flash, overcurrent, overvoltage, and overload protection system includes a toggle device that is coupled to and between the plurality of phase lines and is configured to prevent an overvoltage condition by selectively generating a low current path. resistance between the plurality of phase lines, a plurality of surge protection devices that are connected to and between the plurality of phase lines and that are configured to protect equipment during an overvoltage condition by conducting a limited amount of current corresponding to the overvoltage condition, and a toggle drive circuit that is configured to cause the toggle device to turn on and provide the low resistance current path from one of the plurality of phase lines to the neutral line.

Algunas realizaciones prevén que el sistema de protección de arco eléctrico, sobrecorriente, sobretensión y sobrecarga incluye un dispositivo de palanca que está acoplado a la pluralidad de líneas de fase y a la línea neutra y está configurado para prevenir una condición de sobretensión generando una ruta de corriente de baja resistencia desde la pluralidad de líneas de fase a la línea neutra, una pluralidad de dispositivos de protección contra sobrecargas que están conectados a la pluralidad de líneas de fase y a la línea neutra y que están configurados para proteger el equipo durante una condición de sobretensión al conducir una cantidad limitada de corriente que corresponde a la condición de sobretensión, y un circuito de accionamiento de arco eléctrico que está configurado para hacer que el dispositivo de palanca se encienda y proporcione la ruta de corriente de baja resistencia desde una de la pluralidad de líneas de fase a la línea neutra. En algunas realizaciones, el dispositivo de palanca incluye una pluralidad de módulos de palanca de accionamiento automático que están conectados a la línea neutra y los respectivos de la pluralidad de líneas de fase.Some embodiments provide that the arc flash, overcurrent, overvoltage, and overload protection system includes a toggle device that is coupled to the plurality of phase lines and the neutral line and is configured to prevent an overvoltage condition by generating a current path. low resistance from the plurality of phase lines to the neutral line, a plurality of surge protection devices that are connected to the plurality of phase lines and to the neutral line and are configured to protect equipment during an overvoltage condition by conducting a limited amount of current that corresponds to the overvoltage condition, and an arc drive circuit that is configured to cause the toggle device to turn on and provide the low-resistance current path from one of the plurality of phase lines to the neutral line. In some embodiments, the toggle device includes a plurality of self-actuating toggle modules that are connected to the neutral line and respective ones of the plurality of phase lines.

En algunas realizaciones, la pluralidad de módulos de palanca de accionamiento automático incluye cada uno dos tiristores que están conectados en antiparalelo entre sí, un inductor que está conectado en serie con los dos tiristores y un circuito de activación de palanca que está configurado para recibir una señal de corriente desde un sensor de corriente en la correspondiente de la pluralidad de líneas de fase y hacer que al menos uno de los dos tiristores proporcione una ruta de corriente de baja resistencia entre la correspondiente de la pluralidad de líneas de fase y la línea neutra en respuesta a la señal de corriente superando un umbral de corriente.In some embodiments, the plurality of self-actuating toggle modules each include two thyristors that are connected antiparallel to each other, an inductor that is connected in series with the two thyristors, and a toggle drive circuit that is configured to receive a trigger. current signal from a current sensor on the corresponding one of the plurality of phase lines and causing at least one of the two thyristors to provide a low resistance current path between the corresponding one of the plurality of phase lines and the neutral line in response to the current signal exceeding a current threshold.

En algunas realizaciones, el circuito de accionamiento de palanca está configurado para generar una señal de accionamiento en ausencia de cualquier señal del circuito de accionamiento de arco eléctrico. Algunas realizaciones prevén que el circuito de accionamiento de palanca está configurado para proporcionar el accionamiento automático del correspondiente módulo de la pluralidad de palanca durante un período de puesta en marcha del equipo. En algunas realizaciones, el circuito de accionamiento de arco eléctrico está configurado para accionar la pluralidad de módulos de palanca en respuesta a la detección de un arco eléctrico después del período de puesta en marcha del equipo.In some embodiments, the lever drive circuit is configured to generate a drive signal in the absence of any arc drive circuit signal. Some embodiments provide that the lever drive circuitry is configured to provide automatic actuation of the corresponding module of the plurality of levers during an equipment start-up period. In some embodiments, the arc flash drive circuitry is configured to drive the plurality of toggle modules in response to detection of an arc flash after the equipment start-up period.

Algunas realizaciones prevén que los de la pluralidad de módulos de palanca incluyen además un circuito amortiguador que está conectado en paralelo con los dos tiristores y que el circuito amortiguador incluye una resistencia y un condensador que están conectados en serie entre sí.Some embodiments provide that the one of the plurality of lever modules further include a snubber circuit that is connected in parallel with the two thyristors and that the snubber circuit includes a resistor and a capacitor that are connected in series with each other.

En algunas realizaciones, el sistema de protección de arco eléctrico, sobrecorriente, sobretensión y sobrecarga incluye además un sistema de detección de arco eléctrico que está configurado para detectar un arco eléctrico dentro del equipo y para generar y enviar una señal de arco eléctrico al circuito de accionamiento de arco eléctrico.In some embodiments, the arc flash, overcurrent, overvoltage, and overload protection system further includes an arc flash detection system that is configured to detect an arc flash within the equipment and to generate and send an arc flash signal to the control circuit. electric arc drive.

Algunas realizaciones prevén que el sistema de protección de arco eléctrico, sobrecorriente, sobretensión y sobrecarga incluye además un selector de umbral que está conectado al circuito de accionamiento de arco eléctrico y está configurado para proporcionar una señal de selección de corriente de umbral correspondiente a un valor de umbral de corriente. En algunas realizaciones, el selector de umbral incluye un dispositivo de entrada de usuario que recibe una entrada de usuario y que proporciona la señal de selección de corriente de umbral al circuito de accionamiento de arco eléctrico. Algunas realizaciones prevén que la señal de selección de corriente de umbral incluye un valor binario discreto, y en el que un valor más bajo del valor binario discreto corresponde a una corriente de umbral por defecto.Some embodiments provide that the arc flash, overcurrent, overvoltage, and overload protection system further includes a threshold selector that is connected to the arc flash drive circuit and is configured to provide a threshold current selection signal corresponding to a value current threshold. In some embodiments, the threshold selector includes a user input device that receives a user input and provides the threshold current selection signal to the arc drive circuit. Some embodiments provide that the threshold current selection signal includes a discrete binary value, and wherein a lower value of the discrete binary value corresponds to a default threshold current.

Algunas realizaciones de la presente invención están dirigidas a un sistema de protección de arco eléctrico, sobrecorriente, sobretensión y sobrecarga que incluye un dispositivo de palanca que está acoplado a y entre una pluralidad de líneas de fase y está configurado para prevenir una condición de sobretensión generando selectivamente una ruta de corriente de baja resistencia entre la pluralidad de líneas de fase y una pluralidad de dispositivos de protección contra sobrecargas que están conectados a los respectivos de la pluralidad de líneas de fase y al dispositivo de palanca y que están configurados para proteger el equipo durante una condición de sobretensión mediante la conducción de una cantidad limitada de corriente que corresponde a la condición de sobretensión.Some embodiments of the present invention are directed to an arc flash, overcurrent, overvoltage, and overload protection system that includes a toggle device that is coupled to and between a plurality of phase lines and is configured to prevent an overvoltage condition by selectively generating a low-resistance current path between the plurality of phase lines and a plurality of surge protection devices that are connected to the respective ones of the plurality of phase lines and the lever device and that are configured to protect the equipment during an overvoltage condition by conducting a limited amount of current that corresponds to the overvoltage condition.

En algunas realizaciones, cada uno de la pluralidad de dispositivos de protección contra sobrecargas incluye un primer terminal que está conectado a una correspondiente de la pluralidad de líneas de fase y un segundo terminal que está conectado al dispositivo de palanca. Algunas realizaciones prevén que el dispositivo de palanca incluye una pluralidad de terminales de fase que están conectados a la pluralidad de dispositivos de protección contra sobrecargas y una pluralidad de tiristores que están conectados entre diferentes pares de terminales de fase.In some embodiments, each of the plurality of surge protection devices includes a first terminal that is connected to a corresponding one of the plurality of phase lines and a second terminal that is connected to the lever device. Some embodiments provide that the lever device includes a plurality of phase terminals that are connected to the plurality of overload protection devices and a plurality of thyristors that are connected between different pairs of phase terminals.

Algunas realizaciones prevén que el dispositivo de palanca incluye además un circuito de accionamiento de palanca que puede funcionar para generar señales de accionamiento de tiristores a la pluralidad de tiristores en respuesta a la detección de una condición de fallo en las líneas de fase. En algunas realizaciones, el circuito de accionamiento de palanca incluye un circuito de rectificación que genera una señal de corriente continua (CC) correspondiente a los voltajes entre la pluralidad de líneas de fase, un comparador que compara la señal de CC del circuito de rectificación con una señal de referencia, y una pluralidad de controladores de aislamiento que reciben una salida del comparador y, en respuesta a la salida del comparador que indica que la señal de CC excede la señal de referencia, genera una señal de accionamiento que enciende la pluralidad de tiristores.Some embodiments envision that the toggle device further includes toggle drive circuitry operable to generate thyristor drive signals to the plurality of thyristors in response to detection of a fault condition on the phase lines. In some embodiments, the lever drive circuit includes a rectifier circuit that generates a direct current (DC) signal corresponding to the voltages between the plurality of phase lines, a comparator that compares the DC signal from the rectifier circuit with a reference signal, and a plurality of isolation drivers that receive an output from the comparator and, in response to the comparator output indicating that the DC signal exceeds the reference signal, generate a drive signal that turns on the plurality of thyristors.

En algunas realizaciones, los dispositivos de protección contra sobrecargas comprenden varistores de óxido metálico. In some embodiments, the overload protection devices comprise metal oxide varistors.

Algunas realizaciones de la presente invención están dirigidas a un sistema de protección contra sobrecargas que incluye una pluralidad de módulos de palanca que están acoplados a una pluralidad de líneas de fase y que están configurados para evitar una condición de sobretensión generando selectivamente una ruta de corriente de baja resistencia entre la pluralidad de líneas de fase y una línea neutra y una pluralidad de dispositivos de protección contra sobrecargas que están conectados en serie con los respectivos de la pluralidad de módulos de palanca para proporcionar una pluralidad de circuitos en serie que incluyen cada uno, uno de la pluralidad de módulos de palanca y uno de la pluralidad de dispositivos de protección contra sobrecargas, en los que cada uno de los circuitos en serie está conectado entre una línea correspondiente de la pluralidad de líneas de fase y la línea neutra.Some embodiments of the present invention are directed to a surge protection system that includes a plurality of lever modules that are coupled to a plurality of phase lines and that are configured to prevent an overvoltage condition by selectively generating a surge current path. low resistance between the plurality of phase lines and a neutral line and a plurality of surge protection devices that are connected in series with respective ones of the plurality of lever modules to provide a plurality of series circuits each including, one of the plurality of lever modules and one of the plurality of overload protection devices, wherein each of the series circuits is connected between a corresponding one of the plurality of phase lines and the neutral line.

En algunas realizaciones, uno de la pluralidad de dispositivos de protección contra sobrecargas incluye cada uno un primer terminal que está conectado a uno correspondiente de la pluralidad de líneas de fase y un segundo terminal que está conectado a uno correspondiente de la pluralidad de módulos de palanca. En algunas realizaciones, uno de la pluralidad de módulos de palanca incluye cada uno una pluralidad de tiristores antiparalelos que están conectados entre uno correspondiente de la pluralidad de dispositivos de protección contra sobretensiones y la línea neutra y un circuito de accionamiento de palanca que puede funcionar para generar señales de accionamiento de tiristores para la pluralidad de tiristores en respuesta a la detección de una condición de fallo en las líneas de fase.In some embodiments, one of the plurality of surge protection devices each includes a first terminal that is connected to a corresponding one of the plurality of phase lines and a second terminal that is connected to a corresponding one of the plurality of lever modules. . In some embodiments, one of the plurality of toggle modules each includes a plurality of antiparallel thyristors that are connected between a corresponding one of the plurality of surge protection devices and the neutral line and a toggle drive circuit operable to generating thyristor drive signals for the plurality of thyristors in response to detecting a fault condition on the phase lines.

En algunas realizaciones, el circuito de accionamiento de palanca incluye un circuito de rectificación que genera una señal de corriente continua (CC) correspondiente a un voltaje en la correspondiente de la pluralidad de líneas de fase, un comparador que compara la señal de CC del circuito de rectificación con una señal de referencia, un controlador que recibe la salida del comparador y, en respuesta a la salida del comparador que indica que la señal de CC excede la señal de referencia, genera una señal de accionamiento del tiristor y un aislador óptico que genera una señal de accionamiento del tiristor en respuesta a la recepción de la señal de accionamiento del tiristor del controlador, en el que la señal de accionamiento del tiristor enciende el par de tiristores antiparalelos para proporcionar una ruta de corriente de baja resistencia entre el correspondiente de los protectores de sobrecarga y la línea neutra.In some embodiments, the lever actuation circuit includes a rectifier circuit that generates a direct current (DC) signal corresponding to a voltage on the corresponding one of the plurality of phase lines, a comparator that compares the DC signal of the circuit rectifier with a reference signal, a controller that receives the comparator output and, in response to the comparator output indicating that the DC signal exceeds the reference signal, generates a thyristor drive signal, and an opto-isolator that generates a thyristor drive signal in response to receiving the thyristor drive signal from the controller, wherein the thyristor drive signal turns on the pair of antiparallel thyristors to provide a low-resistance current path between the corresponding of overload protectors and the neutral line.

Según realizaciones de la invención, un módulo de palanca incluye un primer y segundo terminales eléctricos, una carcasa de módulo y una primera y segunda unidades de palanca. La primera unidad de palanca está dispuesta en la carcasa del módulo e incluye un primer tiristor conectado eléctricamente entre el primer y el segundo terminales eléctricos. La segunda unidad de palanca está dispuesta en la carcasa del módulo e incluye un segundo tiristor conectado eléctricamente entre el primer y el segundo terminales eléctricos en paralelo eléctrico con la primera unidad de palanca.According to embodiments of the invention, a lever module includes first and second electrical terminals, a module housing, and first and second lever units. The first lever unit is disposed in the module housing and includes a first thyristor electrically connected between the first and second electrical terminals. The second lever unit is disposed in the module housing and includes a second thyristor electrically connected between the first and second electrical terminals in electrical parallel with the first lever unit.

En algunas realizaciones, el primer tiristor está conectado en antiparalelo al segundo tiristor.In some embodiments, the first thyristor is connected antiparallel to the second thyristor.

El módulo de palanca puede incluir un circuito amortiguador dispuesto en la carcasa del módulo y conectado eléctricamente entre el primer y el segundo terminales eléctricos en paralelo eléctrico con cada una de las primera y segunda unidades de palanca. The lever module may include a damper circuit disposed in the module housing and electrically connected between the first and second electrical terminals in electrical parallel with each of the first and second lever units.

El módulo de palanca puede incluir un conjunto de bobina conectado eléctricamente en serie entre el primer terminal y cada una de las primera y segunda unidades de palanca. En algunas realizaciones, el módulo de palanca incluye un circuito amortiguador dispuesto en la carcasa del módulo y conectado eléctricamente entre el primer y segundo terminales eléctricos en paralelo eléctrico con cada una de las primera y segunda unidades de palanca.The lever module may include a coil assembly electrically connected in series between the first terminal and each of the first and second lever units. In some embodiments, the lever module includes a damper circuit disposed in the module housing and electrically connected between the first and second electrical terminals in electrical parallel with each of the first and second lever units.

En algunas realizaciones, el conjunto de bobina incluye: un elemento de bobina eléctricamente conductor, incluyendo el elemento de bobina una tira de bobina que se extiende en espiral que define un canal de bobina en espiral; y una envoltura eléctricamente aislante que incluye una parte de pared separadora que llena el canal de la bobina.In some embodiments, the coil assembly includes: an electrically conductive coil element, the coil element including a spirally extending coil strip defining a spiral coil channel; and an electrically insulating casing including a partition wall portion that fills the channel of the coil.

En algunas realizaciones, la carcasa del módulo incluye una cubierta que define una cavidad cerrada, la primera y segunda unidades de palanca están contenidas en la cavidad cerrada, y el módulo de palanca incluye además un material de relleno que llena un volumen en la cavidad cerrada no ocupada por la primera y segunda unidad de palanca. En algunas realizaciones, el material de carga es un epoxi.In some embodiments, the module housing includes a cover that defines a closed cavity, the first and second lever units are contained in the closed cavity, and the lever module further includes a filler material that fills a volume in the closed cavity. not occupied by the first and second lever units. In some embodiments, the filler material is an epoxy.

El módulo de palanca puede incluir un dispositivo de varistor de óxido metálico dispuesto en la carcasa del módulo y conectado eléctricamente entre el primer y segundo terminales eléctricos en paralelo con cada una de las primera y segunda unidades de palanca.The lever module may include a metal oxide varistor device disposed in the module housing and electrically connected between the first and second electrical terminals in parallel with each of the first and second lever units.

El módulo de palanca puede incluir un circuito de accionamiento dispuesto en la carcasa del módulo y conectado eléctricamente a la primera y segunda unidades de palanca. En algunas realizaciones, el módulo de palanca incluye una conexión eléctrica a un sensor de corriente externo.The lever module may include a drive circuit disposed in the module housing and electrically connected to the first and second lever units. In some embodiments, the lever module includes an electrical connection to an external current sensor.

Según algunas realizaciones, el primer tiristor incluye una primera superficie de contacto que es una de un ánodo y un cátodo, y una segunda superficie de contacto que es la otra de un ánodo y un cátodo, y la primera unidad de palanca incluye un primer electrodo conductor de electricidad que está en contacto con la primera superficie de contacto, y un segundo electrodo eléctricamente conductor que está en contacto con la segunda superficie de contacto. En algunas realizaciones, el primer electrodo es un miembro de carcasa de unidad metálica unitaria que incluye una pared de extremo y una pared lateral, la pared de extremo y la pared lateral definen una cavidad de carcasa de unidad, el tiristor está dispuesto en la cavidad de carcasa de unidad. El módulo de palanca puede incluir un dispositivo de polarización que empuja al menos uno del primer y segundo miembros de electrodo contra la primera o segunda superficie de contacto.According to some embodiments, the first thyristor includes a first contact surface that is one of an anode and a cathode, and a second contact surface that is the other of an anode and a cathode, and the first lever unit includes a first electrode electrically conductive that is in contact with the first contact surface, and a second electrically conductive electrode that is in contact with the second contact surface. In some embodiments, the first electrode is a unitary metal unit shell member including an end wall and a side wall, the end wall and side wall define a unit shell cavity, the thyristor is disposed in the cavity. of drive casing. The lever module may include a bias device that urges at least one of the first and second electrode members against the first or second contact surface.

Según algunas realizaciones, la primera unidad de palanca incluye: una carcasa de unidad que define una cámara cerrada, estando dispuesto el primer tiristor en la cámara cerrada; un puerto de cable definido en una pared de la carcasa de la unidad entre la cámara cerrada y el exterior de la carcasa de la unidad; un pasamuros montado en el puerto de cables; y un cable eléctrico que se extiende a través del pasamuros desde el exterior de la carcasa de la unidad y está conectado eléctricamente al primer tiristor.According to some embodiments, the first lever unit includes: a unit housing defining a closed chamber, the first thyristor being disposed in the closed chamber; a cable port defined in a wall of the drive casing between the closed chamber and the exterior of the drive casing; a cable port mounted grommet; and an electrical cable that extends through the bushing from the outside of the unit casing and is electrically connected to the first thyristor.

El cable conductor eléctrico puede terminar en un terminal de control del primer tiristor. El módulo de palanca puede incluir un segundo cable conductor eléctrico que se extiende a través del pasamuros desde el exterior de la carcasa de la unidad y conectado eléctricamente a un terminal de referencia del primer tiristor.The electrical lead wire may terminate at a control terminal of the first thyristor. The toggle module may include a second electrical lead wire extending through the grommet from outside the unit housing and electrically connected to a reference terminal of the first thyristor.

En algunas realizaciones, el pasamuros está unido al hilo conductor eléctrico. En algunas realizaciones, el pasamuros incluye una resina que está unida al hilo conductor eléctrico. En algunas realizaciones, la resina es una resina epoxi. In some embodiments, the bushing is attached to the electrical wire. In some embodiments, the grommet includes a resin that is bonded to the electrical wire. In some embodiments, the resin is an epoxy resin.

Según algunas realizaciones, el pasamuros incluye: un accesorio exterior tubular asegurado en el puerto de cables; y un tapón de sellado montado en el accesorio exterior y rodeando el cable eléctrico; en el que el tapón de sellado llena el espacio radial entre el cable eléctrico y el accesorio exterior. En algunas realizaciones, el tapón de sellado está unido al cable conductor eléctrico. En algunas realizaciones, el accesorio exterior está formado por un material polimérico unido a la carcasa de la unidad.According to some embodiments, the grommet includes: a tubular outer fitting secured in the cable port; and a sealing plug mounted on the outer fitting and surrounding the electric cable; wherein the sealing plug fills the radial space between the electrical cable and the outer fitting. In some embodiments, the sealing plug is attached to the electrical lead wire. In some embodiments, the outer fitting is formed of a polymeric material bonded to the housing of the unit.

Según algunas realizaciones, el pasamuros asegura mecánicamente el cable conductor eléctrico a la carcasa de la unidad y sella herméticamente el puerto del cable.According to some embodiments, the grommet mechanically secures the electrical lead cable to the unit housing and hermetically seals the cable port.

Según realizaciones de la invención, una unidad de palanca incluye una carcasa de la unidad que define una cámara cerrada, un tiristor dispuesto en la cámara cerrada, un puerto de cable definido en una pared de la carcasa de la unidad entre la cámara cerrada y un exterior de la carcasa de la unidad, un pasamuros montado en el puerto de cables y un cable eléctrico que se extiende a través del pasamuros desde el exterior de la carcasa de la unidad y conectado eléctricamente al tiristor.According to embodiments of the invention, a lever unit includes a unit housing defining a closed chamber, a thyristor disposed in the closed chamber, a cable port defined in a wall of the unit housing between the closed chamber and a outside of the drive casing, a grommet mounted in the cable port, and an electrical cable extending through the grommet from the outside of the drive casing and electrically connected to the thyristor.

En algunas realizaciones, el tiristor incluye una primera superficie de contacto que es una de un ánodo y un cátodo, y una segunda superficie de contacto que es la otra de un ánodo y un cátodo, y la unidad de palanca incluye un primer electrodo eléctricamente conductor que está en contacto con la primera superficie de contacto, y un segundo electrodo eléctricamente conductor que está en contacto con la segunda superficie de contacto.In some embodiments, the thyristor includes a first contact surface that is one of an anode and a cathode, and a second contact surface that is the other of an anode and a cathode, and the lever unit includes an electrically conductive first electrode. that is in contact with the first contact surface, and a second electrically conductive electrode that is in contact with the second contact surface.

Según algunas realizaciones, el primer electrodo es un miembro de carcasa de metal unitario que incluye una pared de extremo y una pared lateral, el miembro de carcasa forma parte de la carcasa de la unidad y define una cavidad de carcasa, y el tiristor está dispuesto en la cavidad de carcasa. According to some embodiments, the first electrode is a unitary metal shell member that includes an end wall and a side wall, the shell member forms part of the unit shell and defines a shell cavity, and the thyristor is disposed. in the casing cavity.

La unidad de palanca puede incluir un dispositivo de empuje que empuja al menos uno del primer y segundo miembros de electrodo contra la primera o segunda superficie de contacto.The lever unit may include a pusher device that pushes at least one of the first and second electrode members against the first or second contact surface.

En algunas realizaciones, el cable conductor eléctrico termina en un terminal de control del tiristor. La unidad de palanca puede incluir un segundo cable eléctrico que se extiende a través del pasamuros desde el exterior de la carcasa de la unidad y conectado eléctricamente a un terminal de referencia del tiristor.In some embodiments, the electrical lead wire terminates at a control terminal of the thyristor. The lever unit may include a second electrical wire which extends through the bulkhead from the outside of the unit housing and electrically connected to a reference terminal of the thyristor.

Según algunas realizaciones, el pasamuros está unido al hilo conductor eléctrico. En algunas realizaciones, el pasamuros incluye una resina que está unida al hilo conductor eléctrico. En algunas realizaciones, la resina es una resina epoxi.According to some embodiments, the bushing is attached to the electrical wire. In some embodiments, the grommet includes a resin that is bonded to the electrical wire. In some embodiments, the resin is an epoxy resin.

Según algunas realizaciones, el pasamuros incluye un accesorio exterior tubular asegurado en el puerto del cable y un tapón de sellado montado en el accesorio exterior y que rodea el cable conductor eléctrico, en el que el tapón de sellado llena el espacio radial entre el cable conductor eléctrico y el accesorio exterior. En algunas realizaciones, el tapón de sellado está unido al cable conductor eléctrico. En algunas realizaciones, el accesorio exterior está formado por un material polimérico unido a la carcasa de la unidad.According to some embodiments, the grommet includes a tubular outer fitting secured in the cable port and a sealing plug mounted on the outer fitting and surrounding the electrical lead wire, wherein the sealing plug fills the radial space between the lead wire electrical and exterior accessory. In some embodiments, the sealing plug is attached to the electrical lead wire. In some embodiments, the outer fitting is formed of a polymeric material bonded to the housing of the unit.

Según algunas realizaciones, el pasamuros asegura mecánicamente el cable conductor eléctrico a la carcasa de la unidad y sella herméticamente el puerto del cable.According to some embodiments, the grommet mechanically secures the electrical lead cable to the unit housing and hermetically seals the cable port.

En algunas realizaciones, el tiristor es un tiristor bidireccional.In some embodiments, the thyristor is a bidirectional thyristor.

Según aspectos adicionales de la presente descripción, un procedimiento para formar una unidad de palanca incluye: proporcionar una carcasa de la unidad que define una cámara cerrada e incluye un puerto de cable definido en una pared de la carcasa de la unidad entre la cámara cerrada y un exterior de la carcasa de la unidad; montar un tiristor en la cámara cerrada; enrutar un cable conductor eléctrico a través del puerto de cables; sellar el cable eléctrico en el puerto del cable con un pasamuros; y conectar eléctricamente el cable eléctrico al tiristor.According to further aspects of the present disclosure, a method of forming a lever unit includes: providing a unit housing that defines a closed chamber and includes a cable port defined in a wall of the unit housing between the closed chamber and an exterior of the unit casing; mount a thyristor in the closed chamber; routing an electrical lead wire through the wire port; seal the electrical cable in the cable port with a grommet; and electrically connecting the electrical cable to the thyristor.

En algunas realizaciones, sellar el cable conductor eléctrico en el puerto del cable con un pasamuros incluye: formar un pasamuros, incluida la inserción de un cable conductor eléctrico en un accesorio exterior tubular, introducir un material de sellado líquido en el accesorio exterior alrededor del cable conductor eléctrico y curar o endurecer el material de sellado líquido alrededor del cable conductor eléctrico para sellar el cable conductor eléctrico en el accesorio exterior; y montar el cable eléctrico y el pasamuros en el puerto de cables. En algunas realizaciones, el material de sellado líquido es una resina.In some embodiments, sealing the electrical conductor cable at the cable port with a grommet includes: forming a grommet, including inserting an electrical conductor cable into a tubular outer fitting, introducing a liquid sealing material into the outer fitting around the cable electrical conductor and curing or hardening the liquid sealing material around the electrical conductor cable to seal the electrical conductor cable in the outer fitting; and mount the electrical cable and the cable gland to the cable port. In some embodiments, the liquid sealing material is a resin.

Según realizaciones de la invención, un dispositivo de palanca incluye una carcasa de dispositivo y un módulo de palanca y un sensor de corriente dispuesto en la carcasa del dispositivo. El módulo de palanca incluye: una carcasa de módulo; un tiristor dispuesto en la carcasa del módulo; un circuito de accionamiento automático dispuesto en la carcasa del módulo; y un circuito amortiguador dispuesto en la carcasa del módulo.According to embodiments of the invention, a lever device includes a device housing and a lever module and a current sensor disposed in the device housing. The lever module includes: a module housing; a thyristor arranged in the module casing; an automatic drive circuit arranged in the module casing; and a snubber circuit arranged in the module casing.

Según realizaciones de la invención, un sistema de palanca incluye un módulo de palanca y un circuito de interfaz de alarma y accionador externo. El módulo de palanca incluye: una carcasa de módulo; un tiristor dispuesto en la carcasa del módulo; una bobina dispuesta en la carcasa del módulo; un circuito de accionamiento dispuesto en la carcasa del módulo; y un circuito amortiguador dispuesto en la carcasa del módulo. El circuito de interfaz de alarma y accionador externo está conectado eléctricamente al módulo de palanca.According to embodiments of the invention, a lever system includes a lever module and an external actuator and alarm interface circuit. The lever module includes: a module housing; a thyristor arranged in the module casing; a coil arranged in the module casing; a drive circuit arranged in the module casing; and a snubber circuit arranged in the module casing. The external actuator and alarm interface circuit is electrically connected to the toggle module.

Se observa que los aspectos de la invención descritos con respecto a una realización pueden incorporarse en una realización diferente aunque no se describan específicamente en relación con la misma. Es decir, todas las realizaciones y/o características de cualquier realización se pueden combinar de cualquier forma y/o combinación. Estos y otros objetos y/o aspectos de la presente invención se explican en detalle en la memoria descriptiva que se expone a continuación.It is noted that aspects of the invention described with respect to one embodiment may be incorporated in a different embodiment even though they are not specifically described with respect thereto. That is, all embodiments and/or features of any embodiment may be combined in any manner and/or combination. These and other objects and/or aspects of the present invention are explained in detail in the specification that follows.

Breve descripción de los dibujosBrief description of the drawings

Las figuras adjuntas se incluyen para proporcionar una mayor comprensión de la presente invención, y se incorporan y constituyen una parte de esta memoria descriptiva. Los dibujos ilustran algunas realizaciones de la presente invención y, junto con la descripción, sirven para explicar los principios de la presente invención.The accompanying figures are included to provide a further understanding of the present invention, and are incorporated in and constitute a part of this specification. The drawings illustrate some embodiments of the present invention and, together with the description, serve to explain the principles of the present invention.

La Figura 1 es un diagrama de bloques de un sistema que incluye protección contra sobrecargas convencional. Figure 1 is a block diagram of a system including conventional overload protection.

La Figura 2 es un diagrama de bloques de un sistema que incluye protección contra sobrecargas convencional. Figure 2 is a block diagram of a system including conventional overload protection.

La Figura 3 es un diagrama de bloques que ilustra un arco eléctrico y un sistema de protección contra sobrecargas según algunas realizaciones de la presente invención.Figure 3 is a block diagram illustrating an electrical arc and surge protection system according to some embodiments of the present invention.

La Figura 4 es un diagrama de bloques que ilustra un arco eléctrico y un sistema de protección contra sobrecargas según algunas realizaciones de la presente invención. Figure 4 is a block diagram illustrating an electrical arc and surge protection system according to some embodiments of the present invention.

La Figura 5 es un diagrama esquemático que representa un circuito que incluye un arco eléctrico y un sistema de protección contra sobrecargas en un gabinete de aparamenta según algunas realizaciones de la presente invención. La Figura 6 es un diagrama de bloques esquemático que ilustra un circuito de accionamiento como se describe brevemente anteriormente con respecto a la Figura 4, según algunas realizaciones de la presente invención.Figure 5 is a schematic diagram showing a circuit including an electric arc and an overload protection system in a switchgear cabinet according to some embodiments of the present invention. Figure 6 is a schematic block diagram illustrating a drive circuit as briefly described above with respect to Figure 4, according to some embodiments of the present invention.

La Figura 7 es un diagrama de bloques esquemático que ilustra una fuente de energía y un circuito de retención de voltaje como se describe en referencia a la Figura 6.Figure 7 is a schematic block diagram illustrating a power supply and voltage hold circuit as described with reference to Figure 6.

La Figura 8 es un diagrama de bloques que ilustra un convertidor aislado de CC-CC como se discutió en referencia a la Figura 7.Figure 8 is a block diagram illustrating an isolated DC-DC converter as discussed with reference to Figure 7.

La Figura 9 es un diagrama de bloques esquemático que ilustra un circuito de accionamiento de tiristores como se discutió en referencia a la Figura 6.Figure 9 is a schematic block diagram illustrating a thyristor drive circuit as discussed with reference to Figure 6.

La Figura 10 es un diagrama esquemático que representa un circuito que incluye un arco eléctrico y un sistema de protección contra sobrecargas según algunas realizaciones de la presente invención.Figure 10 is a schematic diagram depicting a circuit including an electrical arc and overload protection system according to some embodiments of the present invention.

La Figura 11 es un diagrama esquemático que representa un circuito que incluye un arco eléctrico y un sistema de protección contra sobrecargas según algunas realizaciones de la presente invención.Figure 11 is a schematic diagram showing a circuit including an electrical arc and overload protection system according to some embodiments of the present invention.

La Figura 12 es un diagrama esquemático que representa un circuito que incluye un arco eléctrico y un sistema de protección contra sobrecargas según algunas realizaciones de la presente invención.Figure 12 is a schematic diagram showing a circuit including an electrical arc and overload protection system according to some embodiments of the present invention.

La Figura 13 es una vista en perspectiva superior de un sistema de palanca y un módulo de accionamiento según algunas realizaciones de la presente invención.Figure 13 is a top perspective view of a lever system and drive module according to some embodiments of the present invention.

La Figura 14 es una vista transversal del sistema de palanca de la Figura 13 tomado a lo largo de la línea 14-14 de la Figura 13.Figure 14 is a cross-sectional view of the lever system of Figure 13 taken along line 14-14 of Figure 13.

La Figura 15 es una vista en perspectiva superior de un módulo de palanca que forma parte del sistema de palanca de la Figura 13.Figure 15 is a top perspective view of a lever module that forms part of the lever system of Figure 13.

La Figura 16 es una vista en perspectiva superior fragmentada, en despiece del módulo de palanca de la Figura 15. La Figura 17 es una vista en perspectiva superior en despiece de un conjunto de bobina que forma parte del módulo de palanca de la Figura 15.Figure 16 is an exploded, fragmentary top perspective view of the lever module of Figure 15. Figure 17 is an exploded top perspective view of a coil assembly forming part of the lever module of Figure 15.

La Figura 18 es una vista en perspectiva inferior en sección transversal de una carcasa que forma parte del conjunto de bobina de la Figura 17.Figure 18 is a cross-sectional bottom perspective view of a housing forming part of the coil assembly of Figure 17.

La Figura 19 es una vista en perspectiva inferior en despiece de una unidad de palanca que forma parte del módulo de palanca de la Figura 15.Figure 19 is an exploded bottom perspective view of a lever unit forming part of the lever module of Figure 15.

La Figura 20 es una vista en perspectiva superior en sección transversal de la unidad de palanca de la Figura 19. La Figura 21 es una vista ampliada, fragmentaria y en sección transversal de la unidad de palanca de la Figura 19. La Figura 22 es una vista en perspectiva trasera del módulo conector de la Figura 13.Figure 20 is a cross-sectional top perspective view of the lever unit of Figure 19. Figure 21 is an enlarged, fragmentary, cross-sectional view of the lever unit of Figure 19. Figure 22 is a rear perspective view of the connector module in Figure 13.

La Figura 23 es una vista en perspectiva fragmentaria de un módulo de palanca según otras realizaciones de la invención.Figure 23 is a fragmentary perspective view of a lever module according to other embodiments of the invention.

La Figura 24 es un diagrama esquemático que ilustra un arco eléctrico y un sistema de protección contra sobrecargas utilizado en la protección de equipos según algunas realizaciones de la presente invención.Figure 24 is a schematic diagram illustrating an arc flash and surge protection system used in equipment protection according to some embodiments of the present invention.

La Figura 25 es un diagrama de bloques esquemático que ilustra un módulo de palanca como se describe brevemente anteriormente con respecto a la Figura 24, según algunas realizaciones de la presente invención.Figure 25 is a schematic block diagram illustrating a lever module as briefly described above with respect to Figure 24, according to some embodiments of the present invention.

La Figura 26 es un diagrama de bloques esquemático que ilustra un circuito de accionamiento del módulo de palanca como se describe brevemente anteriormente con respecto a la Figura 25, según algunas realizaciones de la presente invención.Figure 26 is a schematic block diagram illustrating a lever module drive circuit as briefly described above with respect to Figure 25, according to some embodiments of the present invention.

La Figura 27 es un gráfico que ilustra los valores de voltaje y corriente durante una condición de sobretensión según algunas realizaciones de la presente invención.Figure 27 is a graph illustrating voltage and current values during an overvoltage condition according to some embodiments of the present invention.

La Figura 28 es un diagrama de bloques esquemático que ilustra un circuito de accionamiento de arco eléctrico del módulo de palanca como se describe brevemente anteriormente con respecto a la Figura 24, según algunas realizaciones de la presente invención. Figure 28 is a schematic block diagram illustrating a lever module arc drive circuit as briefly described above with respect to Figure 24, according to some embodiments of the present invention.

La Figura 29 es un diagrama de bloques esquemático que ilustra un sistema de protección contra sobrecargas utilizado en la protección de equipos según algunas realizaciones de la presente invención.Figure 29 is a schematic block diagram illustrating an overload protection system used in equipment protection according to some embodiments of the present invention.

La Figura 30 es un diagrama de bloques esquemático que ilustra un dispositivo de palanca como se describe brevemente anteriormente con respecto a la Figura 29, según algunas realizaciones de la presente invención.Figure 30 is a schematic block diagram illustrating a lever device as briefly described above with respect to Figure 29, according to some embodiments of the present invention.

La Figura 31 es un diagrama de bloques esquemático que ilustra un sistema de protección contra sobrecargas utilizado en la protección de equipos según algunas realizaciones de la presente invención.Figure 31 is a schematic block diagram illustrating an overload protection system used in equipment protection according to some embodiments of the present invention.

La Figura 32 es un diagrama de bloques esquemático que ilustra un módulo de palanca como se describe brevemente anteriormente con respecto a la Figura 31, según algunas realizaciones de la presente invención.Figure 32 is a schematic block diagram illustrating a lever module as briefly described above with respect to Figure 31, according to some embodiments of the present invention.

La Figura 33 es una vista en perspectiva superior de un sistema de palanca según algunas realizaciones de la presente invención.Figure 33 is a top perspective view of a lever system according to some embodiments of the present invention.

La Figura 34 es una vista en perspectiva superior de un módulo de palanca que forma parte del sistema de palanca de la Figura 33.Figure 34 is a top perspective view of a lever module that forms part of the lever system of Figure 33.

La Figura 35 es una vista en perspectiva superior fragmentada, en despiece del módulo de palanca de la Figura 33. Figure 35 is a fragmentary, exploded top perspective view of the lever module of Figure 33.

Descripción detallada de las realizaciones de la invenciónDetailed description of the embodiments of the invention

La presente invención se describirá ahora con más detalle a continuación con referencia a los dibujos adjuntos, en los que se muestran realizaciones ilustrativas de la invención. En los dibujos, los tamaños relativos de regiones o características pueden exagerarse para mayor claridad. Sin embargo, esta invención puede realizarse de muchas formas diferentes y no debe interpretarse como limitada a las realizaciones expuestas en la presente memoria; más bien, estas realizaciones se proporcionan para que esta descripción sea minuciosa y completa, y transmita completamente el alcance de la invención a los expertos en la técnica.The present invention will now be described in more detail below with reference to the accompanying drawings, in which illustrative embodiments of the invention are shown. In the drawings, the relative sizes of regions or features may be exaggerated for clarity. However, this invention can be embodied in many different ways and should not be construed as limited to the embodiments set forth herein; rather, these embodiments are provided so that this description will be thorough and complete, and will fully convey the scope of the invention to those skilled in the art.

Se entenderá que cuando se hace referencia a un elemento como "acoplado" o "conectado" a otro elemento, puede estar acoplado o conectado directamente al otro elemento o también pueden estar presentes elementos intermedios. Por el contrario, cuando se hace referencia a un elemento como "acoplado directamente" o "conectado directamente" a otro elemento, no hay elementos intermedios presentes. Los números iguales se refieren a elementos iguales en todas partes.It will be understood that when an element is referred to as "coupled" or "connected" to another element, it may be directly coupled or connected to the other element or intermediate elements may also be present. In contrast, when an element is referred to as "directly coupled" or "directly connected" to another element, no intermediate elements are present. Like numbers refer to like elements everywhere.

Además, términos espacialmente relativos, como "bajo", "debajo", "inferior", "sobre", "superior" y similares, se pueden utilizar en esta memoria para facilitar la descripción para describir la relación de un elemento o característica con otro(s) elemento(s) o característica(s) como se ilustra en las figuras. Se entenderá que los términos espacialmente relativos pretenden abarcar diferentes orientaciones del dispositivo en uso u operación además de la orientación representada en las figuras. Por ejemplo, si el dispositivo de las figuras se voltea, los elementos descritos como "bajo" o "por debajo" de otros elementos o características se orientarían "sobre" los otros elementos o características. Por tanto, el término ejemplar "bajo" puede abarcar tanto una orientación de arriba como de abajo. El dispositivo puede estar orientado de otra manera (girado 90 grados o en otras orientaciones) y los descriptores espacialmente relativos usados en esta memoria pueden interpretarse en consecuencia.In addition, spatially relative terms, such as "under", "below", "inferior", "above", "above", and the like, may be used herein for ease of description to describe the relationship of one element or feature to another. Element(s) or feature(s) as illustrated in the figures. It will be understood that spatially relative terms are intended to encompass different orientations of the device in use or operation in addition to the orientation depicted in the figures. For example, if the device in the figures is flipped, elements described as being "under" or "under" other elements or features would be oriented "above" the other elements or features. Thus, the exemplary term "low" can encompass both an up and down orientation. The device may be oriented in another way (rotated 90 degrees or in other orientations) and the spatially relative descriptors used herein may be interpreted accordingly.

Es posible que las funciones o construcciones conocidas no se describan en detalle por motivos de brevedad y/o claridad.Known functions or constructions may not be described in detail for the sake of brevity and/or clarity.

Como se usa en la presente memoria, la expresión "y/o" incluye todas y cada una de las combinaciones de uno o más de los elementos enumerados asociados.As used herein, the term "and/or" includes any and all combinations of one or more of the associated enumerated elements.

La terminología utilizada en esta memoria tiene el propósito de describir realizaciones particulares únicamente y no pretende ser una limitación de la invención. Como se usa en la presente memoria, las formas singulares "un", "una" y "el" pretenden incluir las formas plurales también, a menos que el contexto indique claramente lo contrario. Se entenderá además que los términos "comprende" y/o "que comprende", cuando se usan en esta memoria descriptiva, especifican la presencia de características, números enteros, etapas, operaciones, elementos y/o componentes declarados, pero no excluyen la presencia o adición de una o más características, números enteros, etapas, operaciones, elementos, componentes y/o grupos de los mismos.The terminology used herein is for the purpose of describing particular embodiments only and is not intended as a limitation of the invention. As used herein, the singular forms "a", "an", and "the" are intended to include the plural forms as well, unless the context clearly indicates otherwise. It will be further understood that the terms "comprise" and/or "comprising", when used in this specification, specify the presence of declared features, integers, steps, operations, elements and/or components, but do not exclude the presence or addition of one or more features, integers, steps, operations, elements, components and/or groups thereof.

A menos que se defina lo contrario, todos los términos (incluidos los términos técnicos y científicos) usados en esta memoria tienen el mismo significado que el que entiende comúnmente un experto en la técnica a la que pertenece esta invención. Se entenderá además que los términos, tales como los que se definen en los diccionarios de uso común, deben interpretarse como si tuvieran un significado que sea consistente con su significado en el contexto de la técnica relevante y no se interpretarán en un sentido idealizado o demasiado formal a menos que se defina así expresamente en la presente memoria.Unless otherwise defined, all terms (including technical and scientific terms) used herein have the same meaning as is commonly understood by one skilled in the art to which this invention pertains. It will be further understood that terms, such as those defined in commonly used dictionaries, are to be construed as having a meaning that is consistent with their meaning in the context of the relevant art and are not to be construed in an idealized or overly narrow sense. formal unless expressly so defined herein.

Según las realizaciones descritas en la presente memoria, un sistema de protección contra sobrecargas y arcos eléctricos puede proteger el equipo de control y distribución eléctrica de las descargas eléctricas que pueden generarse dentro de un recinto, tal como un gabinete de aparamenta eléctrica. En el caso de un arco en ausencia de las protecciones proporcionadas en esta memoria, un cortocircuito correspondiente al arco puede hacer que el disyuntor se accione y abra el circuito en aproximadamente 100 milisegundos. En el caso de una corriente de cortocircuito más baja debido, por ejemplo, a la impedancia del circuito, un sistema de detección de arco eléctrico puede hacer que se dispare el disyuntor. Sin embargo, durante este período, la corriente de cortocircuito, que puede estar entre aproximadamente 10 kA y aproximadamente 100 kA, dañará el equipo interno dentro del gabinete del gabinete de aparamenta y puede presentar un serio peligro para la seguridad del personal que se encuentre cerca del gabinete de aparamenta.According to the embodiments described herein, an arc flash and surge protection system can protect electrical distribution and control equipment from electrical discharges that may be generated within an enclosure, such as an electrical switchgear cabinet. In the case of an arch in the absence of the protections provided in this specification, an arcing short circuit can cause the circuit breaker to trip and open the circuit in approximately 100 milliseconds. In the event of a lower short-circuit current due to, for example, circuit impedance, an arc-flash detection system can cause the circuit breaker to trip. However, during this period, the short-circuit current, which may be between approximately 10kA and approximately 100kA, will damage the internal equipment inside the switchgear cabinet and may present a serious safety hazard to nearby personnel. of the switchgear cabinet.

Como se describe en esta memoria, los efectos anteriores se pueden eliminar utilizando un dispositivo de palanca que tiene un tiempo de respuesta muy rápido (por ejemplo, menos de aproximadamente 5 milisegundos) y que puede conducir la corriente de fallo para eliminar el arco hasta que el disyuntor se accione y desconecte el gabinete de aparamenta de la fuente de energía.As described herein, the above effects can be eliminated by using a toggle device that has a very fast response time ( eg less than about 5 milliseconds) and can conduct the fault current to eliminate the arc until the circuit breaker trips and disconnects the switchgear cabinet from the power source.

El dispositivo de palanca puede incluir dos tiristores (uno para cada dirección de la corriente CA) que cuando se accionan pueden crear un corto que conducirá la corriente y eliminará el arco eléctrico. Sin embargo, como se indica en esta memoria, los tiristores pueden protegerse contra daños por falsos accionamientos y/o sobretensiones. Los accionamientos falsos pueden protegerse contra el uso de los componentes del circuito descritos en esta memoria y la protección contra sobretensiones puede proporcionarse mediante dispositivos de protección contra sobrecargas que se pueden conectar en paralelo con el dispositivo de protección contra sobretensiones. El uso del dispositivo de protección contra sobrecargas puede proteger los tiristores del dispositivo de palanca de accionamientos falsos y otros equipos de la instalación.The toggle device may include two thyristors (one for each AC current direction) that when actuated can create a short that will conduct current and eliminate arcing. However, as stated in this specification, thyristors can be protected against damage from false triggers and/or overvoltages. Dummy drives can be protected against using the circuit components described herein and surge protection can be provided by surge protection devices that can be connected in parallel with the surge protection device. The use of the overload protection device can protect the thyristors of the toggle device from false actuations and other equipment in the installation.

En algunas realizaciones, el dispositivo de palanca puede proteger el dispositivo de protección contra sobrecargas en caso de que el dispositivo de protección contra sobrecargas haya fallado. Por ejemplo, el modo de fallo típico de tales dispositivos puede ser un cortocircuito que es interrumpido por un seccionador térmico interno y/o un fusible/disyuntor externo. De esta manera, el dispositivo de palanca puede proteger adicionalmente el dispositivo de protección contra sobrecargas en caso de fallo y, por lo tanto, evitar la necesidad de un seccionador térmico y/o un fusible/disyuntor en serie.In some embodiments, the toggle device may protect the surge protection device in the event that the surge protection device has failed. For example, the typical failure mode of such devices may be a short circuit that is interrupted by an internal thermal disconnect and/or an external fuse/circuit breaker. In this way, the toggle device can additionally protect the overload protection device in the event of a fault and thus avoid the need for a thermal disconnector and/or a fuse/circuit breaker in series.

Algunas realizaciones prevén que el dispositivo de palanca puede implementarse de varias formas diferentes. Un primer ejemplo proporciona una operación única en la que el dispositivo de palanca se usa solo una vez y se proporciona un dispositivo de palanca de reemplazo para reemplazar el dispositivo de palanca usado. Un segundo ejemplo incluye un dispositivo de palanca que se puede utilizar varias veces. En este ejemplo, el dispositivo de palanca puede soportar la corriente de cortocircuito hasta que se accione el disyuntor. Como tal, el dispositivo de palanca se puede restaurar después del evento de fallo y permitir un posible reenganche del interruptor principal que permitirá que la instalación reanude el funcionamiento normal (siempre que se haya resuelto el problema que causó el accionamiento del sistema de palanca).Some embodiments envision that the lever device can be implemented in a number of different ways. A first example provides a one-time operation where the toggle device is used only once and a replacement toggle device is provided to replace the used toggle device. A second example includes a lever device that can be used multiple times. In this example, the toggle device can withstand the short-circuit current until the circuit breaker trips. As such, the toggle device can be restored after the fault event and allow for a possible reclosing of the main breaker which will allow the installation to resume normal operation (provided the problem that caused the toggle system to be actuated has been resolved).

Para accionar el dispositivo de palanca, se puede utilizar un circuito electrónico independiente. Este circuito puede recibir la señal de accionamiento del circuito detector de arco eléctrico como entrada y puede accionar el dispositivo de palanca y/o el disyuntor principal. En algunas realizaciones, este circuito también puede recibir lecturas de voltaje y corriente de las líneas eléctricas y lecturas de corriente de los dispositivos de protección contra sobrecargas como entradas. De esta manera, el sistema electrónico puede indicar la presencia de un cortocircuito en cualquier lugar aguas abajo del dispositivo de palanca, si hay una condición de sobretensión prolongada y si fallaron los dispositivos de protección contra sobretensiones. En cualquiera de las condiciones anteriores (o cualquier otra condición que se requiera y pueda detectarse mediante el uso de estos sensores o sensores adicionales), el sistema electrónico puede accionar el dispositivo de palanca y el disyuntor principal.To actuate the lever device, a separate electronic circuit can be used. This circuit can receive the drive signal from the arc flash detection circuit as input and can drive the toggle device and/or the main circuit breaker. In some embodiments, this circuit may also receive voltage and current readings from power lines and current readings from surge protection devices as inputs. In this way, the electronics can indicate the presence of a short anywhere downstream of the toggle device, if there is a prolonged overvoltage condition, and if the surge protection devices have failed. In any of the above conditions (or any other condition that is required and can be detected through the use of these sensors or additional sensors), the electronics can actuate the toggle device and the main circuit breaker.

Además, el circuito electrónico también puede proporcionar una señal de alarma para indicar la presencia y/o el tipo de problema que provocó el accionamiento del dispositivo de palanca. Algunas realizaciones prevén que el dispositivo de palanca puede accionarse en respuesta a una o más de las siguientes condiciones y/o eventos:Furthermore, the electronic circuit can also provide an alarm signal to indicate the presence and/or type of problem that caused the actuation of the lever device. Some embodiments envision that the toggle device may be actuated in response to one or more of the following conditions and/or events:

- Arco eléctrico dentro del gabinete;- Electric arc inside the cabinet;

- Fallo del dispositivo de protección contra sobrecargas;- Failure of the overload protection device;

- Condiciones de sobretensión o sobrecorriente prolongadas;- Prolonged overvoltage or overcurrent conditions;

- Cortocircuito aguas abajo del dispositivo de palanca;- Short circuit downstream of the lever device;

- Cualquier otro patrón de perturbación eléctrica en el sistema que pueda detectarse utilizando los sensores existentes o instalando sensores adicionales por ese motivo; y- Any other pattern of electrical disturbance in the system that can be detected using the existing sensors or installing additional sensors for that reason; Y

- Accionador manual remoto.- Remote manual actuator.

Ahora se hace referencia a la Figura 3, que es un diagrama de bloques que ilustra un sistema de protección de arco eléctrico, sobretensión, sobrecorriente y sobrecarga según algunas realizaciones de la presente invención. Algunas realizaciones de la presente invención pueden ser aplicables a la protección de equipos correspondientes a sistemas de distribución utilizados en instalaciones industriales que incluyen paneles de distribución secundarios y/o una sección de entrada de servicio de instalaciones de generación eléctrica, incluyendo, por ejemplo, aerogeneradores. Sin embargo, tales realizaciones no son limitantes. Por ejemplo, los sistemas de protección de arco eléctrico y sobretensión descritos en esta memoria pueden ser aplicables a muchos tipos diferentes de sistemas que pueden ser susceptibles a condiciones de sobrevoltaje, sobrecorrientes y/o fallos de arco eléctrico. Por ejemplo, la distribución de voltaje medio y/o bajo para controlar y distribuir energía eléctrica monofásica o multifásica puede utilizar sistemas de protección contra descargas eléctricas y descargas eléctricas como se describe en la presente memoria. En algunas realizaciones, un gabinete de aparamenta 60 puede incluir un arco eléctrico, sobretensión, sobrecorriente y sistema de protección contra sobrecargas 100 configurada en el mismo para proteger el equipo 50, el gabinete de aparamenta 60 y otros componentes incluidos en el mismo y/o personal próximo al gabinete de aparamenta 60.Reference is now made to Figure 3, which is a block diagram illustrating an arc flash, overvoltage, overcurrent, and overload protection system according to some embodiments of the present invention. Some embodiments of the present invention may be applicable to the protection of equipment corresponding to systems distribution boards used in industrial installations including secondary distribution panels and/or a service entrance section of electrical generation installations, including, for example, wind turbines. However, such embodiments are not limiting. For example, the arc flash and surge protection systems described herein may be applicable to many different types of systems that may be susceptible to overvoltage, overcurrent, and/or arc fault conditions. For example, medium and/or low voltage distribution to control and distribute single-phase or multi-phase electrical power may utilize electrical surge and lightning protection systems as described herein. In some embodiments, a switchgear cabinet 60 may include an arc flash, overvoltage, overcurrent, and surge protection system 100 configured therein to protect the equipment 50, switchgear cabinet 60, and other components included therein and/or personnel close to the switchgear cabinet 60.

Se hace ahora una breve referencia a la Figura 4, que es un diagrama de bloques que ilustra un sistema de protección de arco eléctrico, sobretensión, sobrecorriente y sobrecarga según algunas realizaciones de la presente invención. Como se ilustra, una línea trifásica se puede conectar y suministrar energía eléctrica a uno o más transformadores 66, que a su vez puede suministrar energía eléctrica trifásica a un disyuntor principal 68. La energía eléctrica trifásica se puede proporcionar a uno o más paneles de distribución. 62. Como se ilustra, las tres líneas de voltaje de la energía eléctrica trifásica pueden designarse como L1, L2 y L3 y una línea neutra puede designarse como N. En algunas realizaciones, la línea neutra N puede estar acoplada de forma conductiva a una toma de tierra.Brief reference is now made to Figure 4, which is a block diagram illustrating an arc flash, overvoltage, overcurrent, and overload protection system according to some embodiments of the present invention. As illustrated, a three-phase line can be connected to and supply power to one or more transformers 66, which in turn can supply three-phase power to a main circuit breaker 68. The three-phase power can be provided to one or more distribution panels. . 62. As illustrated, the three voltage lines of three-phase electrical power may be designated L1, L2, and L3, and a neutral line may be designated N. In some embodiments, the neutral line N may be conductively coupled to an outlet. of Earth.

Algunas realizaciones incluyen un sistema de protección contra arco eléctrico, sobretensión, sobrecorriente y sobrecarga 100 conectado entre las líneas de fase L1, L2 y L3, y neutro (N). El sistema de protección de arco eléctrico, sobretensión, sobrecorriente y sobrecarga 100 puede proteger otros equipos de la instalación, tales como el panel de distribución 62 entre otros. En algunas realizaciones, el sistema de protección de arco eléctrico, sobretensión, sobrecorriente y sobrecarga 100 puede estar acoplado y/o recibir una o más señales de un sistema de detección de arco eléctrico 64 que puede estar en un panel de distribución 62 y/u otros equipos de la instalación.Some embodiments include an arc flash, overvoltage, overcurrent and overload protection system 100 connected between the phase lines L1, L2 and L3, and neutral (N). The electric arc, overvoltage, overcurrent and overload protection system 100 can protect other installation equipment, such as the distribution panel 62 among others. In some embodiments, the arc flash, overvoltage, overcurrent, and overload protection system 100 may be coupled to and/or receive one or more signals from an arc flash detection system 64 that may be in a distribution panel 62 and/or other equipment in the facility.

Como se mencionó anteriormente, un sistema de protección contra arco eléctrico, sobretensión, sobrecorriente y sobrecarga 100 puede implementarse en un sistema correspondiente a la aparamenta de distribución de energía 60 que está configurada para distribuir energía eléctrica multifásica. Por ejemplo, ahora se hace referencia a la Figura 5, que es un diagrama esquemático que representa un circuito que incluye un arco eléctrico y un sistema de protección contra sobrecargas en un gabinete de conmutación trifásico según algunas realizaciones de la presente invención. Como se ilustra, una línea trifásica se puede conectar y suministrar energía eléctrica a uno o más transformadores 66, que a su vez puede suministrar energía eléctrica trifásica a un disyuntor principal 68 en el gabinete de aparamenta 60. Dentro del gabinete de aparamenta 60, la energía eléctrica trifásica se puede proporcionar para uno o más paneles de distribución 62 que puede o no estar dentro del gabinete de aparamenta 60. Como se ilustra, las tres líneas de voltaje de la energía eléctrica trifásica pueden designarse como L1, L2 y L3 y una línea neutra puede designarse como N. En algunas realizaciones, la línea neutra N puede estar acoplada de forma conductiva a una toma de tierra. As mentioned above, an arc flash, overvoltage, overcurrent, and overload protection system 100 may be implemented in a system corresponding to power distribution switchgear 60 that is configured to distribute multiphase electrical power. For example, reference is now made to Figure 5, which is a schematic diagram depicting a circuit including an arc flash and overload protection system in a three-phase switchgear cabinet according to some embodiments of the present invention. As illustrated, a three-phase line may be connected to and supply power to one or more transformers 66, which in turn may supply three-phase power to a main circuit breaker 68 in switchgear cabinet 60. Within switchgear cabinet 60, the Three-phase electrical power may be provided for one or more distribution panels 62 which may or may not be within switchgear cabinet 60. As illustrated, the three voltage lines of three-phase electrical power may be designated L1, L2, and L3 and one neutral line may be designated N. In some embodiments, the neutral line N may be conductively coupled to a ground.

En algunas realizaciones, el sistema de protección de arco eléctrico, sobretensión, sobrecorriente y sobrecarga 100 puede incluir un dispositivo de palanca 102 que pueda funcionar para prevenir una condición de sobrevoltaje generando una ruta de baja resistencia desde las tres líneas de voltaje L1, L2, L3 a la línea neutra N. Aunque algunas realizaciones se describen en esta memoria con referencia a una condición de sobretensión, tales realizaciones también pueden referirse a una condición de sobrecorriente que puede o no ser el resultado de una condición de sobretensión. Algunas realizaciones prevén que el dispositivo de palanca puede accionarse mediante un circuito de accionamiento 106.In some embodiments, the arc flash, overvoltage, overcurrent, and overload protection system 100 may include a toggle device 102 operable to prevent an overvoltage condition by generating a low-resistance path from the three voltage lines L1, L2, L3 to the neutral line N. Although some embodiments are described herein with reference to an overvoltage condition, such embodiments may also refer to an overcurrent condition which may or may not be the result of an overvoltage condition. Some embodiments envision that the lever device may be actuated by a drive circuit 106.

Como se ilustra, el dispositivo de palanca 102 puede incluir un módulo de protección contra sobretensiones 120 correspondiente a cada una de las tres fases L1, L2 y L3. Cada módulo de protección contra sobretensión 120 puede incluir dos tiristores (por ejemplo, TH5 y TH6) que están acoplados eléctricamente en paralelo entre sí, pero con polaridades opuestas. Dicho de otra manera, un ánodo de un primer tiristor (porejemplo, TH5) del par de tiristores se puede acoplar a un cátodo del segundo tiristor (por ejemplo, TH6) del par de tiristores y un cátodo del primer tiristor (TH5) del par de tiristores se puede acoplar al ánodo del segundo tiristor (TH6) del par de tiristores. De esta manera, cuando los tiristores se activan para que estén en un estado conductor, cada mitad de una forma de onda de corriente alterna puede conducirse desde la fase al neutro.As illustrated, toggle device 102 may include a surge protection module 120 corresponding to each of the three phases L1, L2, and L3. Each overvoltage protection module 120 may include two thyristors ( eg, TH5 and TH6) that are electrically coupled in parallel with each other, but with opposite polarities. Put another way, an anode of a first thyristor ( eg, TH5) of the thyristor pair can be coupled to a cathode of the second thyristor ( eg, TH6) of the thyristor pair and a cathode of the first thyristor (TH5) of the pair. of thyristors can be coupled to the anode of the second thyristor (TH6) of the pair of thyristors. In this way, when the thyristors are energized to be in a conducting state, each half of an AC waveform can be conducted from phase to neutral.

En algunas realizaciones, un módulo de protección contra sobretensiones 120 puede incluir un circuito de una resistencia R y un condensador C dispuestos en serie entre sí, de modo que la serie RC de resistencia-condensador esté conectada en paralelo con los dos tiristores (por ejemplo, TH5 y TH6). Aunque se describe e ilustra como una sola resistencia R y condensador C, las realizaciones pueden incluir más de una resistencia y/o más de un condensador para lograr el rendimiento resistivo y/o capacitivo deseado, pero también para usar más R y C por redundancia, ya que el funcionamiento de este circuito puede ser importante para evitar un falso accionamiento de los tiristores. El circuito amortiguador puede ralentizar una tasa de cambio de voltaje (dV/dt) que, de lo contrario, podría provocar el falso accionamiento del tiristor. Por ejemplo, en ausencia del circuito amortiguador RC, el tiristor puede accionarse por ruido eléctrico que no está relacionado con una condición real de sobretensión. El condensador C puede reducir la tasa de cambio de voltaje (dV/dt) junto con la resistencia R. La inductancia L y la resistencia R puede limitar la irrupción de corriente del alto valor de capacitancia del condensador C cuando el circuito está energizado. In some embodiments, a surge protection module 120 may include a circuit of a resistor R and a capacitor C arranged in series with each other, such that the resistor-capacitor series RC is connected in parallel with the two thyristors ( for example , TH5 and TH6). Although described and illustrated as a single resistor R and capacitor C, embodiments may include more than one resistor and/or more than one capacitor to achieve the desired resistive and/or capacitive performance, but also to use more R and C for redundancy. , since the operation of this circuit can be important to avoid false triggering of the thyristors. The snubber circuit can slow down a rate of change of voltage (dV/dt) that could otherwise cause false triggering of the thyristor. For example, in the absence of the RC snubber circuit, the thyristor may be driven by electrical noise that is unrelated to an actual overvoltage condition. Capacitor C can reduce the rate of change of voltage (dV/dt) together with resistor R. Inductance L and resistor R can limit the inrush current from the high capacitance value of capacitor C when the circuit is energized.

Algunas realizaciones prevén que un inductor L está dispuesto en serie con el par de tiristores conectados en antiparalelo. El inductor L puede limitar una tasa de cambio en la corriente (di/dt) a través de los tiristores, que de otro modo podrían dañar los tiristores. También, L, combinado con el circuito amortiguador RC, reduce la tasa de cambio de voltaje (dV/dt) en los tiristores en caso de una sobretensión generada en el sistema de energía. De esta manera, se puede prevenir un accionamiento automático de tiristores.Some embodiments provide that an inductor L is arranged in series with the pair of antiparallel connected thyristors. The inductor L can limit a rate of change in current (di/dt) through the thyristors, which could otherwise damage the thyristors. Also, L, combined with the RC snubber circuit, reduces the rate of change of voltage (dV/dt) across the thyristors in the event of an overvoltage generated in the power system. In this way, an automatic actuation of thyristors can be prevented.

Algunas realizaciones prevén que en un sistema de energía trifásico, un dispositivo de palanca 102 incluye tres módulos de protección contra sobretensiones 120 que se puede acoplar desde los respectivos conductores de fase L1, L2 y L3 a un neutro N. En algunas realizaciones, cada uno de los módulos de protección contra sobretensión 120 es un componente modular que incluye todos los componentes funcionales del mismo en un solo conjunto. Algunas realizaciones proporcionan que múltiples (porejemplo, tres en un sistema de energía trifásico) módulos de protección contra sobretensión 120 se pueden configurar como un solo conjunto que incluye los componentes y la funcionalidad para la protección contra sobretensiones para todas las fases en un solo conjunto.Some embodiments envision that in a three-phase power system, a toggle device 102 includes three surge protection modules 120 that can be coupled from respective phase conductors L1, L2, and L3 to a neutral N. In some embodiments, each One of the surge protection modules 120 is a modular component that includes all the functional components thereof in a single assembly. Some embodiments provide that multiple ( eg, three in a three-phase power system) surge protection modules 120 can be configured as a single assembly that includes the components and functionality for surge protection for all phases in a single assembly.

Algunas realizaciones incluyen dispositivos de protección contra sobretensiones (SPD) 104. Como se ilustra, cada uno de los SPD 104 puede estar conectado entre los respectivos de LI, L2 y L3, y neutro (N). El uso del SPD puede proteger los tiristores del dispositivo de palanca durante eventos de rayos y/o condiciones transitorias de sobretensión, así como proteger otros equipos en la instalación. Además, los SPD se pueden utilizar para proteger todos los equipos en caso de sobretensiones prolongadas. Sin embargo, tal condición puede obligar al SPD a conducir una corriente limitada durante un período de tiempo prolongado, lo que puede resultar en el sobrecalentamiento del SPD y posiblemente su fallo (dependiendo de las capacidades de resistencia de energía que el SPD puede absorber y el nivel y la duración de la condición de sobretensión). Tal evento puede abordarse mediante el accionamiento del dispositivo de palanca. Una tensión de funcionamiento típica de un SPD 104 en el presente ejemplo puede ser de aproximadamente 400 V (para 690 V L-L sistemas). En este sentido, los SPD 104 funcionarán cada uno como un aislante y, por lo tanto, no conducirán corriente durante las condiciones normales de funcionamiento. En algunas realizaciones, el voltaje de funcionamiento de los SPD 104 es suficientemente más alto que el voltaje normal de línea a neutro para asegurar que el SPD 104 seguirá funcionando como aislante incluso en los casos en que el voltaje del sistema aumente debido a condiciones de sobretensión que puedan surgir como resultado de una pérdida de energía u otros problemas del sistema de energía.Some embodiments include surge protection devices (SPDs) 104. As illustrated, each of the SPDs 104 may be connected between the respective ones of LI, L2 and L3, and neutral (N). The use of the SPD can protect the lever device thyristors during lightning events and/or transient overvoltage conditions, as well as protect other equipment in the installation. Additionally, SPDs can be used to protect all equipment in case of prolonged surges. However, such a condition can force the SPD to carry a limited current for an extended period of time, which can result in the SPD overheating and possibly failing (depending on the energy-withstanding capabilities that the SPD can absorb and the level and duration of the overvoltage condition). Such an event can be addressed by actuation of the toggle device. A typical operating voltage of an SPD 104 in the present example may be approximately 400V (for 690V L-L systems). In this sense, the SPDs 104 will each function as an insulator and therefore will not conduct current during normal operating conditions. In some embodiments, the operating voltage of the SPDs 104 is sufficiently higher than the normal line-to-neutral voltage to ensure that the SPD 104 will continue to function as an isolator even in cases where the system voltage increases due to overvoltage conditions. that may arise as a result of a power loss or other power system problems.

En el caso de una sobrecarga en, por ejemplo, L1, la protección de los dispositivos de carga del sistema de energía puede necesitar proporcionar una ruta de corriente a tierra para el exceso de corriente de la sobrecarga. La sobrecarga puede generar una sobretensión transitoria entre L1 y N. Dado que la sobretensión transitoria excede significativamente la tensión de funcionamiento del SPD 104, el SPD 104 se volverá conductor, permitiendo que el exceso de corriente fluya desde L1 a través de SPD 104 a lo neutral N.In the event of an overload at, say, L1, the power system's load device protection may need to provide a current path to ground for the excess current from the overload. Overloading can cause a transient overvoltage between L1 and N. Since the overvoltage significantly exceeds the operating voltage of SPD 104, SPD 104 will become conductive, allowing excess current to flow from L1 through SPD 104 along neutral n

Una vez que la sobrecarga se ha conducido a N, la condición de sobretensión termina y el SPD 104 se vuelve no conductor de nuevo. Sin embargo, en algunos casos, uno o más SPD 104 puede comenzar a permitir que se conduzca una corriente de fuga incluso a voltajes que son más bajos que el voltaje de funcionamiento de los SPD 104. En tales condiciones, la corriente de fuga se puede medir utilizando, por ejemplo, transformadores de corriente. 105 que pueden proporcionar valores de corriente de fuga al circuito de accionamiento 106.Once the overload has been driven to N, the overvoltage condition ends and the SPD 104 becomes non-conductive again. However, in some cases, one or more SPDs 104 may begin to allow leakage current to be conducted even at voltages that are lower than the SPDs 104's operating voltage. measure using, for example, current transformers. 105 that can provide leakage current values to the drive circuit 106.

Un sistema de detección de arco eléctrico 64 se puede configurar para detectar un arco eléctrico dentro del gabinete de la aparamenta 60 utilizando uno o más sensores y/o tipos de sensores incluyendo fotosensores, sensores de presión y/o transformadores de corriente, entre otros. El sistema de detección de arco eléctrico puede proporcionar una señal de detección de arco eléctrico (AFD) al circuito de accionamiento. 106.An arc flash detection system 64 can be configured to detect an electrical arc within the switchgear cabinet 60 using one or more sensors and/or types of sensors including photosensors, pressure sensors, and/or current transformers, among others. The arc flash detection system can provide an arc flash detection (AFD) signal to the drive circuit. 106.

El circuito de accionamiento 106 puede recibir entradas correspondientes a los voltajes de línea L1, L2, L3, las corrientes de la línea I1, I2, I3, las corrientes de fuga del SPD Is1, Is2, Is3, y la señal de detección de arco eléctrico AFD. Como se describe con más detalle a continuación, el circuito de accionamiento 106 puede, en respuesta a una circunstancia de fallo, causar que el dispositivo de palanca 102 se encienda, proporcionando así una ruta de corriente de baja resistencia desde las líneas L1, L2, L3 a la neutra N, causar que el disyuntor principal 68 se accione y/o hacer que los SPD comiencen a dirigirse. En algunas realizaciones, el circuito de accionamiento 106 puede generar además y/o transmitir una señal de alarma a uno o más de otros tipos de equipos de monitorización, registro o alarma.The drive circuit 106 can receive inputs corresponding to the line voltages L1, L2, L3, the line currents I1, I2, I3, the SPD leakage currents Is1, Is2, Is3, and the arc detection signal. electric AFD. As described in more detail below, drive circuit 106 may, in response to a fault circumstance, cause toggle device 102 to turn on, thus providing a low-resistance current path from lines L1, L2, L3 to neutral N, cause main breaker 68 to trip and/or cause SPDs to start driving. In some embodiments, drive circuit 106 may further generate and/or transmit an alarm signal to one or more other types of monitoring, recording, or alarm equipment.

Algunas realizaciones prevén que el circuito de accionamiento 106 se alimenta a través de una fuente de energía del circuito de accionamiento 65, tal como una fuente de alimentación de corriente alterna monofásica y/o una fuente de alimentación de corriente continua. Algunas realizaciones prevén que la fuente de energía del circuito de accionamiento 65 se puede acoplar al circuito de accionamiento 106 a través de uno o más interruptores de circuito o disyuntores 67 y, por lo tanto, puede estar protegido por los SPD 104.Some embodiments provide that the drive circuit 106 is powered by a drive circuit power source 65, such as a single phase AC power supply and/or a DC power supply. Some embodiments envision that the drive circuit power source 65 may be coupled to the drive circuit 106 through one or more circuit breakers or circuit breakers 67 and thus may be protected by SPDs 104.

Ahora se hace referencia a la Figura 6 , que es un diagrama de bloques esquemático que ilustra un circuito de accionamiento como se describió brevemente anteriormente con respecto a la Figura 5, según algunas realizaciones de la presente invención. En algunas realizaciones, un circuito de accionamiento 106 puede incluir una fuente de energía y un circuito de retención de voltaje 166, que pueden recibir energía eléctrica de corriente alterna monofásica y/o energía eléctrica de corriente continua para alimentar el circuito de accionamiento. La fuente de energía y el circuito de retención de voltaje 166 pueden incluir un circuito de retención de voltaje que puede proporcionar energía al circuito de accionamiento durante al menos 100 milisegundos después de una condición que elimina la disponibilidad de la energía eléctrica recibida de la fuente de energía del circuito de accionamiento 65.Reference is now made to Figure 6 , which is a schematic block diagram illustrating a drive circuit as briefly described above with respect to Figure 5, in accordance with some embodiments of the present invention. In some embodiments, a drive circuit 106 may include a power source and voltage hold circuit 166, which may receive single-phase AC power and/or DC power to power the drive circuit. The power supply and voltage hold circuit 166 may include a voltage hold circuit that may provide power to the circuit. for at least 100 milliseconds after a condition that removes the availability of electrical power received from the drive circuit power source 65.

De esta manera, incluso con una pérdida de energía del circuito de accionamiento debido a un fallo en otra parte del circuito, la fuente de energía y el circuito de retención de voltaje 166 mantienen suficiente voltaje para que el circuito de accionamiento 106 funcione hasta que el disyuntor sea capaz de accionarse. Por ejemplo, durante este período, las señales de accionamiento a todos los tiristores pueden mantenerse continuamente para mantener los tiristores en un estado de conducción. Por lo tanto, los tiristores pueden mantenerse en un estado conductor hasta que el disyuntor principal 68 se accione. Como alternativa, si se pierde una señal de accionamiento a los tiristores, los tiristores solo permitirán un flujo de corriente muy limitado a través de ellos, lo que puede provocar el reinicio del arco eléctrico. In this way, even with a loss of drive circuit power due to a failure in another part of the circuit, the power supply and voltage hold circuit 166 maintain enough voltage for the drive circuit 106 to operate until the circuit breaker is capable of tripping. For example, during this period, drive signals to all thyristors may be continuously maintained to keep the thyristors in a conducting state. Therefore, the thyristors can be kept in a conductive state until the main circuit breaker 68 is actuated. Alternatively, if a drive signal to the thyristors is lost, the thyristors will only allow a very limited current flow through them, which can cause arcing to restart.

Se hace ahora una breve referencia a la Figura 7, que es un diagrama de bloques esquemático que ilustra una fuente de energía y un circuito de retención de voltaje 166 como se discutió en referencia a la Figura 6 más arriba. En algunas realizaciones, la fuente de energía y el circuito de retención de voltaje 166 está configurado para recibir energía eléctrica como una fuente de energía de corriente alterna (CA) monofásica que incluye una línea de voltaje Lp y una línea neutra Np. En tales realizaciones, la energía eléctrica recibida se puede convertir de CA a corriente continua (CC) utilizando una unidad de rectificación CA-CC 180. La energía de CC resultante se puede suavizar utilizando un condensador de suavizado 182.Brief reference is now made to Figure 7, which is a schematic block diagram illustrating a power source and voltage hold circuit 166 as discussed with reference to Figure 6 above. In some embodiments, the power supply and voltage holding circuit 166 is configured to receive electrical power as a single-phase alternating current (AC) power supply that includes a voltage line L p and a neutral line N p . In such embodiments, the received electrical power may be converted from AC to direct current (DC) using an AC-DC rectifier unit 180. The resulting DC power may be smoothed using a smoothing capacitor 182.

La energía de CC se puede proporcionar a un circuito de retención de voltaje 184 que puede incluir una resistencia de retención Rh que está conectado en paralelo con un diodo de retención Dh. La combinación en paralelo de la resistencia de retención Rh y el diodo de retención Dh se puede conectar en serie con un condensador de retención Ch. Algunas realizaciones prevén que el circuito Rh, Dh, Ch está conectado entre la línea de energía de CC y la tierra o el neutro. En algunas realizaciones, el ánodo del diodo de retención Dh está conectado a la línea de energía de CC y al cátodo del diodo de retención Dh está conectado al condensador de retención Ch, el otro terminal del cual está conectado a tierra o neutro.DC power may be provided to a voltage holding circuit 184 which may include a holding resistor Rh that is connected in parallel with a holding diode Dh. The parallel combination of holding resistor Rh and holding diode Dh can be connected in series with a holding capacitor Ch. Some embodiments provide that the circuit Rh, Dh, Ch is connected between the DC power line and the DC power line. ground or neutral. In some embodiments, the anode of the holding diode Dh is connected to the DC power line and the cathode of the holding diode Dh is connected to the holding capacitor Ch, the other terminal of which is connected to ground or neutral.

La fuente de energía y el circuito de retención de voltaje 166 pueden incluir varios diferentes convertidores aislados de CC-CC 186. Por ejemplo, en el contexto de un sistema de tres fases, un convertidor aislado de CC-CC 186-1 se puede proporcionar para suministrar voltaje (Vs, S) a un controlador común en cada uno de los tres circuitos de accionamiento de tiristores diferentes 168-1, 2, 3. Además, tres convertidores aislados de CC-CC 186-2, 3, 4 se pueden proporcionar para suministrar voltaje (Vs1, S1; Vs2, S2; Vs3, S3) a los respectivos circuitos de accionamiento de tiristores 168-1,2, 3, respectivamente.The power supply and voltage holding circuit 166 may include several different isolated DC-DC converters 186. For example, in the context of a three-phase system, an isolated DC-DC converter 186-1 may be provided. to supply voltage (Vs, S) to a common driver in each of three different thyristor drive circuits 168-1, 2, 3. In addition, three isolated DC-DC converters 186-2, 3, 4 can be provide for supplying voltage (Vs1, S1; Vs2, S2; Vs3, S3) to the respective thyristor drive circuits 168-1,2, 3, respectively.

Se hace ahora una breve referencia a la Figura 8 , que es un diagrama de bloques que ilustra un convertidor aislado de CC-CC como se discutió en referencia a la Figura 7 más arriba. Un convertidor aislado de CC-CC 186 puede recibir un voltaje de entrada Vin de CC a un inversor 191, que está configurado para convertir el voltaje de entrada de CC en un voltaje de CA. El voltaje de CA se puede proporcionar a un transformador de aislamiento 192, que puede producir una salida de CA correspondiente que está aislada de manera conductora del voltaje de CA de entrada que se recibe del inversor 191. En algunas realizaciones, el transformador de aislamiento 192 puede incluir una relación de bobinado de bobina de 1:1, de modo que el voltaje de salida de CA esté al mismo nivel de voltaje que el voltaje de entrada de CA recibido por el transformador de aislamiento. Algunas realizaciones prevén que la relación de bobinado de la bobina del transformador de aislamiento 192 no es 1.0 y, por lo tanto, el voltaje de salida de CA puede tener un nivel de voltaje diferente al voltaje de entrada de CA recibido por el transformador de aislamiento 192. El voltaje de salida de CA del transformador de aislamiento 192 puede ser recibido por un rectificador 193, que está configurado para convertir el voltaje de CA en un voltaje de salida de CC.Brief reference is now made to Figure 8 , which is a block diagram illustrating an isolated DC-DC converter as discussed with reference to Figure 7 above. An isolated DC-DC converter 186 may receive a DC input voltage Vin to an inverter 191, which is configured to convert the DC input voltage to an AC voltage. The AC voltage may be provided to isolation transformer 192, which may produce a corresponding AC output that is conductively isolated from the input AC voltage that is received from inverter 191. In some embodiments, isolation transformer 192 may include a 1:1 coil winding ratio so that the AC output voltage is at the same voltage level as the AC input voltage received by the isolation transformer. Some embodiments provide that the winding ratio of the isolation transformer coil 192 is not 1.0 and therefore the AC output voltage may have a different voltage level than the AC input voltage received by the isolation transformer. 192. The AC output voltage of the isolation transformer 192 may be received by a rectifier 193, which is configured to convert the AC voltage to a DC output voltage.

Refiriéndose a la Figura 6 , en algunas realizaciones, el circuito de accionamiento 106 puede incluir un circuito de interfaz 164 que está configurado para recibir entradas de varios sensores y proporcionar los datos correspondientes a las entradas recibidas a un microcontrolador 162. Por ejemplo, el circuito de interfaz 164 puede recibir entradas correspondientes a: los voltajes de las líneas eléctricas de fase L1, L2, L3 y el neutral N; una señal de alarma de arco eléctrico AFD desde el sistema de detección de arco eléctrico 64; flujo de corriente en las líneas eléctricas de fase I1, 12, 13; flujo de corriente a través de los SPD Is1, Is2, Is3; y/o temperatura de los SPD Ts1, Ts2, Ts3, entre otros. Referring to Figure 6 , in some embodiments, drive circuit 106 may include interface circuit 164 that is configured to receive inputs from various sensors and provide data corresponding to the received inputs to a microcontroller 162. For example, circuit interface 164 can receive inputs corresponding to: the voltages of the phase power lines L1, L2, L3 and the neutral N; an AFD arc flash alarm signal from the arc flash detection system 64; current flow in the phase power lines I1, 12, 13; current flow through the SPDs Is1, Is2, Is3; and/or temperature of the SPDs Ts1, Ts2, Ts3, among others.

Algunas realizaciones prevén que el microcontrolador 162 puede procesar las entradas recibidas y generar señales de accionamiento a uno o más accionadores de tiristores 168-1, 2, 3 para accionar los tiristores a un modo de conducción. En algunas realizaciones, el microcontrolador puede generar además una señal de accionamiento TCB al disyuntor principal. 68. Algunas realizaciones prevén que el microcontrolador genera una señal de alarma que puede proporcionarse a ubicaciones locales y/o remotas que pueden ser monitoreadas y/o que pueden incluir control de supervisión y adquisición de datos (SCADA). En algunas realizaciones, la señal de alarma se proporciona a un anunciador visual y/o audible remoto.Some embodiments envision that the microcontroller 162 may process the received inputs and generate drive signals to one or more thyristor drivers 168-1, 2, 3 to drive the thyristors into a conducting mode. In some embodiments, the microcontroller may further generate a drive signal TCB to the main circuit breaker. 68. Some embodiments envision that the microcontroller generates an alarm signal that may be provided to local and/or remote locations that may be monitored and/or may include supervisory control and data acquisition (SCADA). In some embodiments, the alarm signal is provided to a remote visual and/or audible annunciator.

El microcontrolador 162 puede accionar los tiristores basándose en una variedad de causas y/o eventos. Por ejemplo, un arco eléctrico puede accionar una señal de arco eléctrico que se enviará al microcontrolador 162 desde el sistema de detección de arco eléctrico 64. Una condición de sobretensión del sistema correspondiente a una o más líneas que tienen un voltaje que excede un umbral predeterminado durante un período de tiempo predeterminado puede hacer que el microcontrolador accione los tiristores. Una condición de sobrecorriente en una o más líneas en la que la corriente excede un umbral de corriente predeterminado durante un período de tiempo predeterminado puede hacer que el microcontrolador accione los tiristores.The microcontroller 162 may drive the thyristors based on a variety of causes and/or events. For example, an arc flash may trigger an arc flash signal to be sent to microcontroller 162 from arc flash detection system 64. A system overvoltage condition corresponding to one or more lines having a voltage that exceeds a predetermined threshold for a predetermined period of time can cause the microcontroller to drive the thyristors. An overcurrent condition on one or more lines in which the current exceeds a predetermined current threshold for a predetermined period of time can cause the microcontroller to drive the thyristors.

En algunas realizaciones, el sobrecalentamiento de los dispositivos de protección contra sobretensiones 104 en el que una temperatura de los SPD excede un umbral de temperatura predeterminado durante un período de tiempo predeterminado, puede hacer que el microcontrolador accione los tiristores. Además, se puede detectar un cortocircuito cuando una caída de voltaje de cualquier línea de fase y un aumento de corriente correspondiente de esa línea de fase pueden hacer que el microcontrolador accione los tiristores.In some embodiments, overheating of the surge protection devices 104 in which a temperature of the SPDs exceeds a predetermined temperature threshold for a predetermined period of time, may cause the microcontroller to drive the thyristors. Also, a short circuit can be detected when a drop in voltage of any phase line and a corresponding increase in current of that phase line can cause the microcontroller to drive the thyristors.

Algunas realizaciones prevén que un final de vida detectado de un SPD puede hacer que el microcontrolador accione los tiristores. En algunas realizaciones, tal SPD puede incluir un varistor de óxido metálico (MOV) y/o MOV/GDT (tubo de descarga de gas) combinado. Tal condición puede estar determinada por una caída de voltaje en una línea de fase y un aumento de corriente en el SPD correspondiente.Some embodiments envision that a detected end of life of an SPD may cause the microcontroller to drive the thyristors. In some embodiments, such an SPD may include a combined metal oxide varistor (MOV) and/or MOV/GDT (gas discharge tube). Such a condition can be determined by a voltage drop in a phase line and a current increase in the corresponding SPD.

En algunas realizaciones, el microcontrolador puede configurarse para accionar el dispositivo de protección contra sobretensión solo cuando se producen combinaciones específicas de condiciones y/o eventos con o sin restricciones en el intervalo de tiempo entre las condiciones y/o eventos.In some embodiments, the microcontroller may be configured to actuate the surge protection device only when specific combinations of conditions and/or events occur with or without restrictions on the time interval between the conditions and/or events.

En algunas realizaciones, los accionadores del tiristor 168-1, 2, 3 pueden recibir una señal de accionamiento del microcontrolador 162 y proporcionar señales de control a los correspondientes pares de tiristores para hacer que los respectivos tiristores cambien de un estado sustancialmente no conductor a un estado conductor. Por ejemplo, ahora se hace una breve referencia a la Figura 9, que es un diagrama de bloques esquemático que ilustra un circuito de accionamiento de tiristor 168-1 como se discutió anteriormente en referencia a la Figura 6.In some embodiments, thyristor drivers 168-1, 2, 3 may receive a drive signal from microcontroller 162 and provide control signals to corresponding pairs of thyristors to cause the respective thyristors to change from a substantially non-conductive state to a non-conducting state. driver state. For example, brief reference is now made to Figure 9, which is a schematic block diagram illustrating a thyristor drive circuit 168-1 as discussed above with reference to Figure 6.

Cada uno de los circuitos de accionamiento de tiristores 168 puede ser el mismo y puede funcionar para accionar un par de tiristores que corresponden a una línea de fase específica. Como tal, la Figura 9 se dirige a uno de los circuitos de tiristores de la Figura 6 , a saber 168-1, que corresponde a los tiristores conectados a la línea de fase L1. El conductor común 172 puede ser alimentado por líneas de voltaje Vs y S que se proporcionan desde la fuente de energía y el circuito de retención de voltaje 166 y que se proporcionan al conductor común 172 de cada uno de los otros circuitos de accionamiento de tiristores 168-2, 3. El conductor común 172 cambia de estado para proporcionar una señal de accionamiento de tiristor TH1 sensible a la señal de accionamiento T1 desde el microcontrolador 162. El tiristor 1 cambia a un estado conductor en respuesta al cambio de estado de TH1 y permanece en un estado de conducción mientras TH1 está activado. En el caso del tiristor 1, el punto de referencia C1 es la línea neutra N. Each of the thyristor drive circuits 168 may be the same and may function to drive a pair of thyristors corresponding to a specific phase line. As such, Figure 9 addresses one of the thyristor circuits of Figure 6, namely 168-1, which corresponds to the thyristors connected to the phase line L1. Common lead 172 may be powered by voltage lines Vs and S which are provided from the power supply and voltage hold circuit 166 and which are provided to common lead 172 from each of the other thyristor drive circuits 168. -2, 3. Common lead 172 changes state to provide a thyristor drive signal TH1 responsive to drive signal T1 from microcontroller 162. Thyristor 1 changes to a conducting state in response to the state change of TH1 and remains in a conducting state while TH1 is activated. In the case of thyristor 1, the reference point C1 is the neutral line N.

El conductor opto 170 puede ser alimentado por líneas de voltaje Vs1 y S1 que se proporcionan desde la fuente de energía y el circuito de retención de voltaje 166. En contraste con el circuito de voltaje CC Vs y S, las líneas de voltaje Vs1 y S1 no se proporcionan a otros circuitos de tiristores 168-2, 3. El conductor opto 170 cambia de estado para proporcionar una señal de accionamiento de tiristor TH2 sensible a la señal de accionamiento T2 desde el microcontrolador 162. El tiristor 2 cambia a un estado conductor en respuesta al cambio de estado de TH2 y permanece en un estado de conducción mientras TH2 está activado. En el caso del tiristor 2, el punto de referencia C2 es la línea de fase L1. El punto de referencia de voltaje de fase es una razón para usar un controlador opto para aislar la salida. The opto driver 170 may be powered by voltage lines Vs1 and S1 which are provided from the power supply and voltage hold circuit 166. In contrast to the DC voltage circuit Vs and S, the voltage lines Vs1 and S1 they are not provided to other thyristor circuits 168-2, 3. Opto lead 170 changes state to provide a thyristor drive signal TH2 responsive to drive signal T2 from microcontroller 162. Thyristor 2 changes to a conducting state in response to the state change of TH2 and remains in a conducting state while TH2 is activated. In the case of thyristor 2, the reference point C2 is the phase line L1. The phase voltage reference point is one reason to use an opto driver to isolate the output.

Refiriéndose a la Figura 6 , el circuito de accionamiento acciona los 6 tiristores al mismo tiempo y mantiene el estado de accionamiento durante al menos 100 milisegundos mientras que al mismo tiempo se suministra energía al circuito de accionamiento a través de la fuente de energía y el circuito de retención de voltaje 166. Además, mientras se accionan los tiristores, el circuito de accionamiento puede proporcionar una señal de accionamiento al disyuntor principal 68 y una alarma que indica fállale fallo. En algunas realizaciones, la alarma también puede incluir datos correspondientes a una causa del evento de fallo.Referring to Figure 6 , the drive circuit drives all 6 thyristors at the same time and maintains the drive state for at least 100 milliseconds while at the same time power is supplied to the drive circuit through the power supply and circuit. voltage hold 166. In addition, while the thyristors are being driven, the drive circuit may provide a drive signal to the main circuit breaker 68 and an alarm indicating failure of the fault. In some embodiments, the alarm may also include data corresponding to a cause of the failure event.

Se hace ahora una breve referencia a la Figura 10, que es un diagrama esquemático que representa un circuito que incluye un sistema de protección contra arco eléctrico, sobretensión, sobrecorriente y sobrecarga en un gabinete de conmutación trifásico según algunas otras realizaciones de la presente invención. Como se ilustra, las realizaciones según la Figura 10 difieren de las descritos anteriormente con respecto a la Figura 5 en que el dispositivo de palanca 102 incluye un tiristor bidireccional para cada fase a neutro en lugar de dos tiristores unidireccionales en disposición complementaria para cada fase. Algunas realizaciones prevén que los tiristores bidireccionales se basan cada uno en cuatro cables de control para proporcionar una señal de accionamiento a los mismos. Otras características de la Figura 10 son sustancialmente similares a los discutidos anteriormente con respecto a la Figura 5 y así no se repetirá. Brief reference is now made to Fig. 10, which is a schematic diagram representing a circuit including an arc flash, overvoltage, overcurrent, and overload protection system in a three-phase switch cabinet according to some other embodiments of the present invention. As illustrated, the embodiments according to Figure 10 differ from those described above with respect to Figure 5 in that the toggle device 102 includes one bidirectional thyristor for each phase to neutral rather than two complementary unidirectional thyristors for each phase. Some embodiments envision that the bidirectional thyristors each rely on four control wires to provide a drive signal to them. Other features of Figure 10 are substantially similar to those discussed above with respect to Figure 5 and thus will not be repeated.

Ahora se hace referencia a la Figura 11, que es un diagrama esquemático que representa un circuito que incluye un sistema de protección contra arco eléctrico, sobretensión, sobrecorriente y sobrecarga en un gabinete de aparamenta trifásico según algunas otras realizaciones de la presente invención. Como se ilustra, las realizaciones según la Figura 11 difieren de las descritas anteriormente con respecto a la Figura 5 en que el dispositivo de palanca 102 incluye los tiristores y los SPD 104. En algunas realizaciones, uno de los SPD 104 están conectados en el dispositivo de palanca 102 en paralelo con los circuitos de tiristores, RC y/o RLC que están conectados desde cada fase al neutro. Algunas realizaciones prevén que los SPD 104 son varistores de óxido metálico (MOV) y/o MOV/GDT combinados. En algunas realizaciones, los MOV pueden fusionarse térmicamente para evitar el sobrecalentamiento del MOV en el caso de un aumento de las corrientes de fuga, lo que puede ser un suceso típico cuando existe una condición de sobretensión en el sistema de energía. En este sentido, el circuito de accionamiento 106 puede monitorear el aumento de temperatura y/o el fusible térmico y/o la corriente a través del MOV para indicar si el MOV no ha hecho un cortocircuito. En respuesta a tales condiciones, los tiristores pueden accionarse rápidamente para evitar más daños en todo el dispositivo. Algunas realizaciones prevén que el fusible térmico puede ser suficiente para interrumpir las corrientes de fuga cuando el MOV no ha fallado en cortocircuitar, para evitar el sobrecalentamiento del dispositivo. Otras características de la Figura 10 son sustancialmente similares a las discutidas anteriormente con respecto a la Figura 5 y así no se repetirá. Para reducir aún más la sobretensión que podría aplicarse a los tiristores, se podrían usar MOV adicionales en paralelo al circuito amortiguador (RC).Reference is now made to Figure 11, which is a schematic diagram representing a circuit including an arc flash, overvoltage, overcurrent, and overload protection system in a three-phase switchgear cabinet according to some other embodiments of the present invention. As illustrated, the embodiments according to Figure 11 differ from those described above with respect to Figure 5 in that the toggle device 102 includes the thyristors and the SPDs 104. In some embodiments, one of the SPDs 104 is connected in the device lever 102 in parallel with the thyristor, RC and/or RLC circuits that are connected from each phase to neutral. Some embodiments envision that the SPDs 104 are metal oxide varistors (MOVs) and/or combined MOV/GDTs. In some embodiments, the MOVs may be thermally fused to prevent overheating of the MOV in the event of increased leakage currents, which may be a typical occurrence when an overvoltage condition exists in the circuit. the power system. In this regard, the drive circuit 106 may monitor the temperature rise and/or the thermal fuse and/or the current through the MOV to indicate whether the MOV has not shorted. In response to such conditions, the thyristors can be triggered rapidly to prevent further damage to the entire device. Some embodiments envision that the thermal fuse may be sufficient to interrupt leakage currents when the MOV has not failed to short, to prevent overheating of the device. Other features of Figure 10 are substantially similar to those discussed above with respect to Figure 5 and thus will not be repeated. To further reduce the overvoltage that could be applied to the thyristors, additional MOVs could be used in parallel to the snubber circuit (RC).

Ahora se hace referencia a la Figura 12, que es un diagrama esquemático que representa un circuito que incluye un sistema de protección contra arco eléctrico, sobretensión, sobrecorriente y sobrecarga en un gabinete de conmutación trifásico según algunas otras realizaciones de la presente invención. Como se ilustra, las realizaciones según la Figura 12 difieren de las descritas anteriormente con respecto a la Figura 5 en que el dispositivo de palanca 102 está configurado para conectarse de fase a fase en lugar de fase a neutro. Específicamente, un tiristor y un circuito RLC están conectados desde cada fase a otra fase de manera que el dispositivo de palanca 102 puede funcionar sin conducir un exceso de corriente a una línea neutra N. Además, los SPD 104 están conectados de una fase a otra para proporcionar protección contra sobretensiones para una fase en relación con las otras fases. En algunas realizaciones, el dispositivo de palanca 100 incluye un solo tiristor que puede ser un solo tiristor direccional. Otras características de la Figura 10 son sustancialmente similares a las discutidas anteriormente con respecto a la Figura 5 y así no se repetirá.Reference is now made to Fig. 12, which is a schematic diagram showing a circuit including an arc flash, overvoltage, overcurrent, and overload protection system in a three-phase switch cabinet according to some other embodiments of the present invention. As illustrated, the embodiments according to Figure 12 differ from those described above with respect to Figure 5 in that the toggle device 102 is configured to connect phase to phase rather than phase to neutral. Specifically, a thyristor and an RLC circuit are connected from each phase to another phase so that toggle device 102 can operate without driving excess current to a neutral line N. Also, SPDs 104 are connected from phase to phase. to provide surge protection for one phase relative to the other phases. In some embodiments, toggle device 100 includes a single thyristor which may be a single directional thyristor. Other features of Figure 10 are substantially similar to those discussed above with respect to Figure 5 and thus will not be repeated.

Como se usa en esta memoria, "monolítico" significa un objeto que es una sola pieza unitaria formada o compuesta de un material sin juntas ni costuras.As used herein, "monolithic" means an object that is a single unitary piece formed or composed of a material without joints or seams.

Con referencia a las Figuras 13-23, un sistema de palanca 200 y un módulo conector 290 según las realizaciones de la invención se muestran en el mismo. El sistema de palanca 200 corresponde y es una implementación del sistema de palanca 102 de la Figura 5. El módulo conector 290 corresponde y es una implementación de un conector que se puede conectar entre el sistema de palanca 102 y el circuito de accionamiento 106 como se ilustra en la Figura 3. Referring to Figures 13-23, a lever system 200 and connector module 290 according to embodiments of the invention are shown therein. Lever system 200 corresponds to and is an implementation of lever system 102 of Figure 5. Connector module 290 corresponds to and is an implementation of a connector that can be connected between lever system 102 and drive circuit 106 as shown. illustrated in Figure 3.

Con referencia a la Figura 13, el sistema 200 incluye tres conductores de línea L1B, L2B, y L3B (conectado eléctricamente a las líneas L1, L2 y L3, respectivamente, de la Figura 5), un conductor neutro NB (conectado eléctricamente a la línea neutra N de la Figura 5) y tres módulos de palanca 210(1), 210(2), y 210(3) según realizaciones de la invención y cada uno correspondiente a uno respectivo de los módulos 120 de la Figura 3. Los conductores L1B, L2B, L3B, NB pueden ser placas metálicas o barras colectoras sustancialmente rígidas, por ejemplo. Los conductores L1B, L2B, L3B, NB pueden montarse en un gabinete de aparamenta eléctrica 60, por ejemplo. Los módulos de palanca 210(1), 210(2), y 210(3) están conectados eléctricamente al módulo conector 290. Cada uno de los módulos de palanca 210(1), 210(2), y 210(3) conecta eléctrica y mecánicamente el conductor neutro NB con uno de los conductores de línea respectivos L1B, L2B, L3B.Referring to Figure 13, system 200 includes three line conductors L1B, L2B, and L3B (electrically connected to lines L1, L2, and L3, respectively, of Figure 5), a neutral conductor NB (electrically connected to the neutral line N of Figure 5) and three lever modules 210(1), 210(2), and 210(3) according to embodiments of the invention and each corresponding to a respective one of the modules 120 of Figure 3. conductors L1B, L2B, L3B, NB can be metal plates or substantially rigid busbars, for example. The conductors L1B, L2B, L3B, NB can be mounted in an electrical switchgear cabinet 60, for example. Lever modules 210(1), 210(2), and 210(3) are electrically connected to connector module 290. Lever modules 210(1), 210(2), and 210(3) each connect electrically and mechanically the neutral conductor NB with one of the respective line conductors L1B, L2B, L3B.

En algunas realizaciones, los conductores L1B, L2B, L3B, NB son barras colectoras rígidas y están fijadas y conectadas rígidamente por los módulos 210(1), 210(2), 210(3) para formar colectivamente un conjunto o dispositivo unitario sustancialmente rígido 203 (Figura 13).In some embodiments, the conductors L1B, L2B, L3B, NB are rigid busbars and are fixed and rigidly connected by modules 210(1), 210(2), 210(3) to collectively form a substantially rigid unitary assembly or device. 203 (Figure 13).

Con referencia a Figuras 14-21, el módulo de palanca 210(3) se muestra en el mismo. Los módulos de palanca 210(1), 210(2), y 210(3) pueden ser sustancialmente idénticos en construcción y por lo tanto sólo el módulo de palanca 210(3) se describirá en detalle a continuación, entendiéndose que esta descripción también se aplica a los demás módulos de palanca 210(1), 210(2). En esta memoria, el numeral 210 se utiliza para describir cada uno de los tres módulos de palanca 210(1), 210(2), 210(3) generalmente.Referring to Figures 14-21, lever module 210(3) is shown therein. Lever modules 210(1), 210(2), and 210(3) may be substantially identical in construction and therefore only lever module 210(3) will be described in detail below, it being understood that this description also applies to the other lever modules 210(1), 210(2). In this specification, the numeral 210 is used to describe each of the three lever modules 210(1), 210(2), 210(3) generally.

El módulo 210(3) incluye una funda de plástico 212, una barra colectora con base de metal 214, sujetadores 215, un conjunto de bobina 220, un conjunto de placa de circuito interno 230, un cable de señal 232, y dos conjuntos o unidades de tiristores 201, 202.The 210(3) module includes a plastic sleeve 212, a metal base busbar 214, fasteners 215, a coil assembly 220, an internal circuit board assembly 230, a signal cable 232, and two assemblies or thyristor units 201, 202.

Cada una de las unidades de tiristores 201 y 202 incluye un tiristor 270. El tiristor 270 de la unidad 201 corresponde al tiristor TH6 de la Figura 5 y el tiristor 270 de la unidad 202 corresponde al tiristor TH5.Thyristor units 201 and 202 each include a thyristor 270. Thyristor 270 in unit 201 corresponds to thyristor TH6 of Figure 5 and thyristor 270 in unit 202 corresponds to thyristor TH5.

Un orificio pasante central 214B y orificios pasantes externos 214A se definen en la barra colectora 214 (Figura 16). Los orificios 214A pueden estar encastrado o empotrado para recibir completamente las cabezas de los pernos 217. Según algunas realizaciones, la barra colectora 214 está formada por aluminio. Según algunas realizaciones, la barra colectora 214 es unitaria y, en algunas realizaciones, monolítica.A central through hole 214B and external through holes 214A are defined in bus bar 214 (FIG. 16). Holes 214A may be countersunk or recessed to fully receive bolt heads 217. According to some embodiments, bus bar 214 is formed of aluminum. According to some embodiments, bus bar 214 is unitary and, in some embodiments, monolithic.

La cubierta 212 y la barra colectora 214 forman una carcasa de módulo que define una cavidad cerrada 212A dentro de la cual el conjunto de la bobina 220, el conjunto de la placa de circuito interno 230, el cable de señal 232, y las unidades de palanca 201,202 están contenidos. El cable de señal 232 se extiende fuera de la cubierta 212 a través de un orificio 212B y al módulo de conexión 290.Cover 212 and busbar 214 form a module housing that defines a closed cavity 212A within which coil assembly 220, internal circuit board assembly 230, signal cable 232, and drive units. lever 201,202 are contained. Signal cable 232 extends out of cover 212 through hole 212B and into connection module 290.

La cubierta 212 puede estar formada por un material dieléctrico o eléctricamente aislante que tenga altas temperaturas de fusión y combustión. En algunas realizaciones, la cubierta 212 está formada por un material que ofrece una buena resistencia a la humedad. En algunas realizaciones, la cubierta 212 está formada por un material polimérico y, en algunas realizaciones, un compuesto de silicona o tereftalato de polibutileno (PBT).Cover 212 may be formed of a dielectric or electrically insulating material that has high melting and burning temperatures. In some embodiments, cover 212 is formed of a material that offers good moisture resistance. In some embodiments, cover 212 is formed of a polymeric material and, in some embodiments, a silicone compound or polybutylene terephthalate (PBT).

Un material de relleno 218 (Figura 14) llena el volumen dentro de la cavidad no ocupada por los componentes 220, 230, 232, 201,202. El material de relleno 218 puede ser un material dieléctrico o eléctricamente aislante que tenga altas temperaturas de fusión y combustión. En algunas realizaciones, el material de relleno está formado por un material polimérico y, en algunas realizaciones, incluye un material seleccionado del grupo que consiste en resina epoxi fundida.A filler material 218 (FIG. 14) fills the volume within the cavity not occupied by components 220, 230, 232, 201, 202. Filler material 218 may be a dielectric or electrically insulating material that has high melting and burning temperatures. In some embodiments, the filler material is formed of a polymeric material, and in some embodiments, includes a material selected from the group consisting of molten epoxy resin.

El conjunto de la bobina 220 (Figuras 14 y 16-18) incluye un miembro de bobina eléctricamente conductor 222, una barra colectora eléctricamente conductora 224, un miembro terminal eléctricamente conductor 226, una hoja de aislante eléctrico 227, una carcasa eléctricamente aislante 228, tornillos de acoplamiento 229A y pernos de acoplamiento 229B.Coil assembly 220 (FIGS. 14 and 16-18) includes an electrically conductive coil member 222, an electrically conductive bus bar 224, an electrically conductive terminal member 226, an electrically insulating sheet 227, an electrically insulating casing 228, coupling bolts 229A and coupling bolts 229B.

El miembro de la bobina 220 corresponde a la bobina L (Figura 5). El miembro de la bobina 220 incluye un cuerpo de bobina 222A, una tira de bobina que se extiende en espiral 222C que define un canal de bobina en espiral 222B, y una extensión de acoplamiento 222D. Los agujeros roscados 222E se extienden axialmente a través de la extensión 222D y los orificios pasantes 222F se extienden axialmente a través del cuerpo 222A.Coil member 220 corresponds to coil L (FIG. 5). Coil member 220 includes a coil body 222A, a spirally extending coil strip 222C defining a spiral coil channel 222B, and a mating extension 222D. Threaded holes 222E extend axially through extension 222D and through holes 222F extend axially through body 222A.

Según algunas realizaciones, el miembro de bobina 220 está formado de metal y, en algunas realizaciones, está formado de aluminio. Según algunas realizaciones, el miembro de bobina 220 es unitario y, en algunas realizaciones, monolítico.According to some embodiments, coil member 220 is formed of metal, and in some embodiments, it is formed of aluminum. According to some embodiments, coil member 220 is unitary and, in some embodiments, monolithic.

El miembro terminal 226 incluye un cuerpo 226A, una extensión de acoplamiento 226B, y un puesto terminal 226C. Los orificios 226E se extienden axialmente a través de la extensión 226B. Un agujero roscado 226D se extiende axialmente en el poste 226C. El miembro terminal 226 está conectado eléctrica y mecánicamente al miembro de la bobina 220 por los tornillos 229B, que se extienden a través de los orificios 222E, 226E. La hoja aislante 227 se interpone entre el cuerpo 226A y el cuerpo 222A para prevenir o inhibir el flujo directo de corriente eléctrica entre ellos. End member 226 includes a body 226A, a coupling extension 226B, and an end post 226C. Holes 226E extend axially through extension 226B. A threaded hole 226D extends axially in post 226C. Terminal member 226 is electrically and mechanically connected to coil member 220 by screws 229B, which extend through holes 222E, 226E. Insulating sheet 227 is interposed between body 226A and body 222A to prevent or inhibit direct flow of electrical current between them.

Según algunas realizaciones, el miembro terminal 226 está formado de metal y, en algunas realizaciones, está formado de aluminio. Según algunas realizaciones, el miembro terminal 226 es unitario y, en algunas realizaciones, monolítico. According to some embodiments, the terminal member 226 is formed of metal, and in some embodiments, it is formed of aluminum. According to some embodiments, the terminal member 226 is unitary and, in some embodiments, monolithic.

La barra colectora 224 incluye un cuerpo 224A que es sustancialmente plano en su lado superior y tiene separadores 224B que sobresalen desde su lado inferior. Los orificios de perno 224C se extienden axialmente a través del cuerpo 224A y los separadores 224B. Los sujetadores 229A se extienden a través de los orificios 224D y en el cuerpo de la bobina 222A para asegurar la cara superior de la barra colectora 224 en contacto mecánico y eléctrico con el cuerpo de la bobina 222A.Bus bar 224 includes a body 224A that is substantially flat on its upper side and has spacers 224B protruding from its lower side. Bolt holes 224C extend axially through body 224A and spacers 224B. Fasteners 229A extend through holes 224D and into coil body 222A to secure the upper face of busbar 224 in mechanical and electrical contact with coil body 222A.

Según algunas realizaciones, la barra colectora 224 está formada de metal y, en algunas realizaciones, está formada de aluminio. Según algunas realizaciones, la barra colectora 224 es unitaria y, en algunas realizaciones, monolítica. According to some embodiments, bus bar 224 is formed of metal, and in some embodiments, it is formed of aluminum. According to some embodiments, bus bar 224 is unitary and, in some embodiments, monolithic.

La carcasa 228 incluye una parte de la carcasa exterior 228A y una parte de la pared del separador 228B. La parte de la capa exterior 228A rodea y reviste parcialmente los componentes 222, 224, 226, 227. Los orificios de perno 228C se definen en la porción 228A en alineación con los orificios 222F. El puesto terminal 226C sobresale a través de un orificio de poste 228D y por encima de la carcasa 228. La parte de la pared del separador 228B llena el canal de la bobina 222B entre los devanados adyacentes de la tira de la bobina 222C.Casing 228 includes an outer casing portion 228A and a spacer wall portion 228B. Outer skin portion 228A partially surrounds and encases components 222, 224, 226, 227. Bolt holes 228C are defined in portion 228A in alignment with holes 222F. Terminal post 226C protrudes through post hole 228D and above casing 228. Part of spacer wall 228B fills coil channel 222B between adjacent coil strip windings 222C.

La carcasa 228 puede estar formada por un material dieléctrico o eléctricamente aislante que tenga altas temperaturas de fusión y combustión. En algunas realizaciones, la carcasa 228 está formada por un material polimérico. En algunas realizaciones, la carcasa 228 incluye un epoxi. En algunas realizaciones, la carcasa 228 incluye un material seleccionado del grupo que consiste en adhesivo epoxi y/o resina epoxi moldeada o elastómero de silicona. En algunas realizaciones, la carcasa 228 es monolítica. En algunas realizaciones, la carcasa 228 incluye un material seleccionado del grupo que consiste en adhesivo epoxi y/o resina epoxi moldeada que está cubierta a su vez por una capa exterior de un material diferente.Housing 228 may be formed of a dielectric or electrically insulating material that has high melting and burning temperatures. In some embodiments, housing 228 is formed of a polymeric material. In some embodiments, housing 228 includes an epoxy. In some embodiments, housing 228 includes a material selected from the group consisting of epoxy adhesive and/or molded epoxy resin or silicone elastomer. In some embodiments, the shell 228 is monolithic. In some embodiments, the shell 228 includes a material selected from the group consisting of epoxy adhesive and/or molded epoxy resin that is itself covered by an outer layer of a different material.

La capa de carcasa exterior 223 puede estar formada por un material diferente que la carcasa 228 para aportar propiedades complementarias. En algunas realizaciones, la capa de carcasa exterior 223 está formada por un material que proporciona una mayor resistencia a la humedad en comparación con el material de la carcasa 228. En algunas realizaciones, la capa de carcasa exterior 223 está formada por un compuesto de silicona o PBT. Las juntas tóricas 223A (hechas del mismo o similar material que las juntas tóricas 265A, 265B) evitan fugas del epoxi utilizado en forma líquida (inicialmente) para formar la carcasa 228.Outer shell layer 223 may be formed of a different material than shell 228 to provide complementary properties. In some embodiments, outer shell layer 223 is formed of a material that provides increased moisture resistance compared to shell material 228. In some embodiments, outer shell layer 223 is formed of a silicone compound or PBT. The 223A O-rings (made of the same or similar material as the 265A, 265B O-rings) prevent leakage of the epoxy used in liquid form (initially) to form the 228 housing.

El conjunto de la placa de circuito 230 incluye un sustrato 230A (por ejemplo, un PCB) y un condensador 230B, un par de resistencias 230C, 230D, un cable conductor 230E, y un soporte de plomo 230F montado sobre el mismo. El condensador 230B corresponde al condensador C (Figura 5). Las resistencias 230C, 230D corresponden a la(s) resistencia(s) R (Figura 5). El condensador 230B está conectado eléctricamente a la barra colectora 224 por el cable 230E y las resistencias 230C, 230D están conectadas eléctricamente a la barra colectora 214 por el soporte de plomo 230F. Las resistencias 230C, 230D y el condensador de un circuito amortiguador como se describe con más detalle a continuación.Circuit board assembly 230 includes a substrate 230A ( eg, a PCB) and capacitor 230B, a pair of resistors 230C, 230D, a lead wire 230E, and a lead carrier 230F mounted thereon. Capacitor 230B corresponds to capacitor C (Figure 5). Resistors 230C, 230D correspond to resistor(s) R (FIG. 5). Capacitor 230B is electrically connected to bus 224 by lead 230E and resistors 230C, 230D are electrically connected to bus 214 by lead support. 230F. Resistors 230C, 230D and the capacitor of a snubber circuit as described in more detail below.

Con referencia a las Figuras 16 y 19-21, la unidad de palanca 201 se muestra en el mismo. Las unidades de palanca 201, 202 pueden ser sustancialmente idénticas en construcción y por lo tanto solo la unidad de palanca 201 se describirá en detalle a continuación, entendiéndose que esta descripción también se aplica a la unidad de palanca 202.With reference to Figures 16 and 19-21, the lever unit 201 is shown therein. Lever units 201, 202 may be substantially identical in construction and therefore only lever unit 201 will be described in detail below, it being understood that this description also applies to lever unit 202.

La unidad de palanca 201 tiene un eje longitudinal A-A (Figura 20). La unidad de palanca 201 incluye un primer electrodo o carcasa 240, un segundo electrodo en forma de pistón 250, un tiristor 270 entre la vivienda 240 y el electrodo 250, y otros componentes como se discute con más detalle a continuación.The lever unit 201 has a longitudinal axis A-A (FIG. 20). Lever unit 201 includes a first electrode or housing 240, a piston-shaped second electrode 250, a thyristor 270 between housing 240 and electrode 250, and other components as discussed in more detail below.

Con referencia a las Figuras 19 y 20, la carcasa 240 tiene una pared de electrodo final 242 y una pared lateral cilíndrica 244 que se extiende desde la pared del electrodo 242. La pared lateral 244 y la pared del electrodo 242 forman una cámara o cavidad 241 que se comunica con una apertura 246. Un orificio roscado 249 se extiende axialmente en la pared del electrodo 242. Una apertura o puerto de cable 248 se extiende a través de la pared lateral 244 y tiene un receso agrandado 248A en su apertura exterior.Referring to Figures 19 and 20, housing 240 has an end electrode wall 242 and a cylindrical side wall 244 extending from electrode wall 242. Side wall 244 and electrode wall 242 form a chamber or cavity. 241 communicating with an opening 246. A threaded hole 249 extends axially in the electrode wall 242. An opening or cable port 248 extends through the side wall 244 and has an enlarged recess 248A at its outer opening.

El electrodo 250 tiene una cabeza 252 dispuesta en la cavidad 241 y un eje integral 254 que se proyecta hacia fuera a través de la apertura 246. El tiristor 270 está dispuesto en la cavidad 241 entre y en contacto con cada una de las paredes del electrodo 242 y la cabeza 252.Electrode 250 has a head 252 disposed in cavity 241 and an integral shaft 254 projecting out through opening 246. Thyristor 270 is disposed in cavity 241 between and in contact with each of the electrode walls. 242 and head 252.

Pasando a la construcción de la unidad de palanca. 201 con mayor detalle, la unidad de palanca 201 además incluye arandelas de resorte 262, arandelas planas 264, un miembro aislante 266, una tapa de extremo 268, un clip de retención 267, juntas tóricas 265A, 265B, y un pasamuros 280.Moving on to the construction of the lever unit. 201 in more detail, the lever unit 201 further includes spring washers 262, flat washers 264, an insulating member 266, an end cap 268, a retaining clip 267, O-rings 265A, 265B, and a grommet 280.

La pared del electrodo 242 de la carcasa 240 tiene una superficie de contacto sustancialmente plana orientada hacia dentro 242A. Una función de localización o una publicación 247 se proyecta hacia arriba desde la superficie de contacto 242A. Una ranura anular 243 se forma en la superficie interior de la pared lateral 244. Según algunas realizaciones, la carcasa 240 está formada por aluminio. Sin embargo, se puede utilizar cualquier metal conductor de electricidad adecuado. Según algunas realizaciones, la carcasa 240 es unitaria y, en algunas realizaciones, monolítica. La carcasa 240 como se ilustra tiene forma cilíndrica, pero puede tener una forma diferente.Electrode wall 242 of housing 240 has a substantially flat inwardly facing contact surface 242A. A locator feature or post 247 projects upwardly from contact surface 242A. An annular groove 243 is formed on the inner surface of sidewall 244. According to some embodiments, housing 240 is formed of aluminum. However, any suitable electrically conductive metal can be used. According to some embodiments, the shell 240 is unitary and, in some embodiments, monolithic. Casing 240 as illustrated is cylindrical in shape, but may have a different shape.

Como se ve mejor en la Figura 20, la cabeza 252 del electrodo 250 tiene una superficie de contacto sustancialmente plana 252A orientada a la superficie de contacto 242A de la pared del electrodo 242. Un orificio roscado 255 se forma en el extremo del eje 254 para recibir el perno 215 para asegurar la barra colectora L3B al electrodo 250. Una ranura anular que se abre hacia los lados 254D se define en el eje 254.As best seen in Figure 20, head 252 of electrode 250 has a substantially flat contact surface 252A oriented to contact surface 242A of electrode wall 242. A threaded hole 255 is formed in the end of shaft 254 for receive bolt 215 to secure bus bar L3B to electrode 250. A sideways opening annular groove 254D is defined on axis 254.

Según algunas realizaciones, el electrodo 250 está formado de aluminio y, en algunas realizaciones, la pared lateral de la carcasa 244 y el electrodo 250 están hechos ambos de aluminio. Sin embargo, se puede utilizar cualquier metal conductor de electricidad adecuado. Según algunas realizaciones, el electrodo 250 es unitario y, en algunas realizaciones, monolítico.According to some embodiments, electrode 250 is formed of aluminum, and in some embodiments, housing sidewall 244 and electrode 250 are both made of aluminum. However, any suitable electrically conductive metal can be used. According to some embodiments, electrode 250 is unitary and, in some embodiments, monolithic.

Un espacio anular G1 se define radialmente entre la cabeza 252 y la superficie adyacente más cercana de la pared lateral 244. Según algunas realizaciones, el espacio G1 tiene una anchura radial en el intervalo de aproximadamente 5 a 15 mm.An annular space G1 is defined radially between head 252 and the nearest adjacent surface of sidewall 244. According to some embodiments, space G1 has a radial width in the range of about 5 to 15 mm.

La carcasa 240, el miembro aislante 266 y la tapa del extremo 268 definen colectivamente una cámara cerrada 245 que contiene el tiristor 270.Housing 240, insulating member 266, and end cap 268 collectively define a closed chamber 245 containing thyristor 270.

El tiristor 270 incluye un cuerpo 272 y un ánodo 274 y un cátodo 276 en extremos axialmente opuestos del cuerpo 272. Se apreciará que en la Figura 14 la estructura interna y los componentes de los tiristores no se muestran en detalle. El ánodo 274 y cátodo 276 tienen superficies de contacto sustancialmente planas 274A y 276A, respectivamente. El tiristor 270 se interpone entre las superficies de contacto 242A y 252A de tal forma que la superficie de contacto 274A se acopla con la superficie de contacto 242A y la superficie de contacto 276A se acopla con la superficie de contacto 252A. Como se describe a continuación, la cabeza 252 y la pared 242 están cargadas mecánicamente contra el tiristor 270 para asegurar un acoplamiento firme y uniforme entre las superficies de contacto de acoplamiento. La publicación del localizador 247 de la carcasa 240 está ubicada en un enchufe localizador complementario 277 formado en la superficie de contacto 276A.Thyristor 270 includes a body 272 and an anode 274 and cathode 276 at axially opposite ends of body 272. It will be appreciated that in Figure 14 the internal structure and components of the thyristors are not shown in detail. Anode 274 and cathode 276 have substantially planar contact surfaces 274A and 276A, respectively. Thyristor 270 is interposed between contact surfaces 242A and 252A such that contact surface 274A mates with contact surface 242A and contact surface 276A mates with contact surface 252A. As described below, head 252 and wall 242 are mechanically biased against thyristor 270 to ensure tight and smooth engagement between the mating interfaces. Locator post 247 of housing 240 is located in a complementary locator socket 277 formed on contact surface 276A.

El tiristor 270 incluye además una puerta o terminal de control 278A y un terminal de referencia 278B. Por ejemplo, como se ilustra en la Figura 5, una entrada a la puerta o terminal de control 278A del tiristor etiquetado en el mismo como TH5 puede corresponder a la señal TH5 desde el circuito de accionamiento 106. Del mismo modo, una conexión de referencia a un terminal de referencia 278B del tiristor TH5 puede corresponder a la referencia C5 desde el circuito de accionamiento 106.Thyristor 270 further includes a control gate or terminal 278A and a reference terminal 278B. For example, as illustrated in Figure 5, an input to the gate or control terminal 278A of the thyristor labeled TH5 therein may correspond to the signal TH5 from the drive circuit 106. Similarly, a reference connection to a reference terminal 278B of thyristor TH5 may correspond to reference C5 from drive circuit 106.

Con referencia a la Figura 20, el pasamuros 280 se fija en el puerto de cable 248 y dos cables de señal 232A, 232B se extienden a través del puerto de cable 248 y el pasamuros 280 y dentro de la cámara 245. El cable 232A está eléctricamente terminado en el terminal de control 278A y el cable 232B está eléctricamente terminado en el terminal de referencia 278B.Referring to Figure 20, grommet 280 is attached to cable port 248 and two signal cables 232A, 232B extend through cable port 248 and grommet 280 and into chamber 245. Cable 232A is electrically terminated at control terminal 278A and cable 232B is electrically terminated at reference terminal 278B.

El pasamuros 280 incluye un accesorio 282 que está asegurado en el puerto de cable 248. El accesorio 282 tiene un cuerpo cilíndrico 282A, una brida 282B y un agujero pasante 282C. El cuerpo 282A está ubicado en el puerto de cables 248 y la brida 282B está ubicada en el receso 248A. El accesorio 282 puede fijarse en su lugar con adhesivo 284, por ejemplo. En algunas realizaciones, el adhesivo 284 une el cuerpo 282A y la brida 282B directamente a la pared del puerto de cables 248.The grommet 280 includes a fitting 282 that is secured in the cable port 248. The fitting 282 has a cylindrical body 282A, a flange 282B, and a through hole 282C. Body 282A is located in cable port 248 and flange 282B is located in recess 248A. Fitting 282 can be secured in place with adhesive 284, for example. In some embodiments, adhesive 284 bonds body 282A and flange 282B directly to the cable port wall 248.

El pasamuros 280 incluye además un tapón de sellado 286 en el orificio 282C. El tapón de sellado 286 rodea los cables 232A, 232B, se une a los cables 232A, 232B y el ajuste 282, y llena continuamente el espacio radial entre los cables 232A, 232B y el ajuste 282 y sellos sobre los cables 232A, 232B. De esta manera, el tapón de sellado 286 sirve para retener o asegurar mecánicamente los cables 232A, 232B en el puerto 282C (que proporciona alivio de tensión) y para sellar, tapar o cerrar completamente el orificio 282C (porejemplo, herméticamente).The grommet 280 further includes a sealing plug 286 in the hole 282C. Sealing plug 286 surrounds cables 232A, 232B, attaches to cables 232A, 232B and fitting 282, and continuously fills the radial space between cables 232A, 232B and fitting 282 and seals over cables 232A, 232B. In this manner, sealing plug 286 serves to mechanically retain or secure cables 232A, 232B in port 282C (providing strain relief) and to completely seal, plug, or close port 282C ( eg , hermetically).

El tapón de sellado 286 puede estar formado por un material rígido que tenga altas temperaturas de fusión y combustión. En algunas realizaciones, el tapón de sellado 286 está formado por un material polimérico. En algunas realizaciones, el tapón de sellado 286 es una resina endurecida o curada. En algunas realizaciones, el tapón de sellado 286 incluye un epoxi. En algunas realizaciones, el tapón de sellado 286 incluye un adhesivo epoxi o una resina epoxi fundida.Sealing plug 286 may be formed of a rigid material that has high melting and burning temperatures. In some embodiments, sealing plug 286 is formed of a polymeric material. In some embodiments, sealing plug 286 is a hardened or cured resin. In some embodiments, sealing plug 286 includes an epoxy. In some embodiments, sealing plug 286 includes an epoxy adhesive or cast epoxy resin.

El accesorio 282 puede estar formado por un material rígido que tenga altas temperaturas de fusión y combustión. En algunas realizaciones, el accesorio 282 está formado por un material polimérico. En algunas realizaciones, el accesorio 282 está formado por Nylon-66 (PA-66) o equivalente.Fitting 282 may be formed of a rigid material that has high melting and burning temperatures. In some embodiments, fitting 282 is formed of a polymeric material. In some embodiments, fitting 282 is formed of Nylon-66 (PA-66) or equivalent.

Un pasamuros 280 se puede proporcionar también para sellar y penetrar el cable 232 a través de la cubierta 212 (Figura 15).A grommet 280 may also be provided to seal and penetrate cable 232 through cover 212 (FIG. 15).

Las arandelas de resorte 262 rodean el eje 254. Cada arandela de resorte 262 incluye un agujero que recibe el eje 254. La arandela de resorte más baja 262 colinda con la cara superior de la cabeza 252. Según algunas realizaciones, la holgura entre el orificio de la arandela de resorte y el eje 254 está en el intervalo de aproximadamente 0,015 a 0,035 pulgadas. Las arandelas de resorte 262 pueden estar formadas por un material elástico. Según algunas realizaciones y como se ilustra, las arandelas de resorte 262 son arandelas Belleville de acero para resortes. Mientras que dos arandelas de resorte 262 se muestran, se pueden utilizar más o menos. Los resortes se pueden proporcionar en una disposición de pila diferente, tal como en serie, en paralelo o en serie y en paralelo.Spring washers 262 surround shaft 254. Each spring washer 262 includes a hole that receives shaft 254. Lower spring washer 262 abuts the top face of head 252. According to some embodiments, the clearance between the hole of the spring washer and shaft 254 is in the range of about 0.015 to 0.035 inches. The spring washers 262 may be formed of a resilient material. According to some embodiments and as illustrated, the spring washers 262 are spring steel Belleville washers. While two 262 spring washers are shown, more or less can be used. The springs may be provided in a different stack arrangement, such as in series, in parallel, or in series and parallel.

Las arandelas metálicas planas 264 se interponen entre la arandela de resorte 262 y el anillo aislante 266 con el eje 254 que se extiende a través de los orificios formados en las arandelas 264. Las arandelas 264 sirven para distribuir la carga mecánica de la arandela de resorte superior 262 para evitar que la arandela de resorte 262 corte el anillo aislante 266.Flat metal washers 264 are interposed between spring washer 262 and insulating ring 266 with shaft 254 extending through holes formed in washers 264. Washers 264 serve to distribute the mechanical load of the spring washer. top 262 to prevent spring washer 262 from cutting insulating ring 266.

El anillo aislante 266 se superpone y se apoya en la arandela 264. El anillo aislante 266 tiene un anillo de cuerpo principal 266A y una brida o collar superior cilíndrico 266B que se extiende hacia arriba desde el anillo del cuerpo principal 266A. Un agujero 266C recibe el eje 254. Según algunas realizaciones, la holgura entre el agujero 266C y el eje 254 está en el intervalo de aproximadamente 0,025 a 0,065 pulgadas. Una ranura periférica que se abre hacia arriba y hacia fuera 266D se forma en la esquina superior del anillo del cuerpo principal 266A.Insulating ring 266 overlaps and abuts washer 264. Insulating ring 266 has a main body ring 266A and a cylindrical upper flange or collar 266B extending upwardly from main body ring 266A. A hole 266C receives the shaft 254. According to some embodiments, the clearance between the hole 266C and the shaft 254 is in the range of about 0.025 to 0.065 inches. An upwardly and outwardly opening peripheral groove 266D is formed in the upper corner of the main body ring 266A.

El anillo aislante 266 se forma preferiblemente de un material dieléctrico o eléctricamente aislante que tiene altas temperaturas de fusión y combustión. El anillo aislante 266 puede estar formado por policarbonato, cerámica o un polímero de alta temperatura, por ejemplo.Insulating ring 266 is preferably formed of a dielectric or electrically insulating material that has high melting and burning temperatures. Insulating ring 266 may be formed of polycarbonate, ceramic, or a high temperature polymer, for example.

La tapa del extremo 268 se superpone y se apoya en el anillo aislante 266. La tapa del extremo 268 tiene un agujero 268A que recibe el eje 254. Según algunas realizaciones, la holgura entre el agujero 268A y el eje 254 está en el intervalo de aproximadamente 0,1 a 0,2 pulgadas. La tapa del extremo 268 puede estar formada por aluminio, por ejemplo.End cap 268 overlies and rests on insulating ring 266. End cap 268 has a hole 268A that receives shaft 254. According to some embodiments, the clearance between hole 268A and shaft 254 is in the range of about 0.1 to 0.2 inches. End cap 268 may be formed of aluminum, for example.

El clip 267 tiene forma de anillo elástico y truncado. El clip 267 se recibe parcialmente en la ranura 243 y se extiende parcialmente radialmente hacia dentro desde la pared interior de la carcasa 240 para limitar el desplazamiento axial hacia fuera de la tapa del extremo 268. El clip 267 puede estar hecho de acero para resortes.Clip 267 is in the form of a truncated, elastic ring. Clip 267 is partially received in slot 243 and extends partially radially inwardly from the interior wall of housing 240 to limit outward axial displacement of end cap 268. Clip 267 may be made of spring steel.

La junta tórica 265A se coloca en la ranura 254 para que quede atrapada entre el eje 254 y el anillo aislante 266. La junta tórica 265B se coloca en la ranura 266D de tal modo que quede atrapada entre el miembro aislante 266 y la pared lateral 244. Cuando se instalan, las juntas tóricas 265A, 265B se comprimen de modo que se presionen en contra y formen un sello entre las superficies de interfaz adyacentes. En un evento de sobretensión, subproductos tales como gases calientes y fragmentos del tiristor 270 pueden llenarse o esparcirse en la cámara de la cavidad 245. Estos subproductos pueden verse limitados o impedidos por las juntas tóricas 265A, 265B de escapar de la unidad de palanca 201 a través de la apertura de la carcasa 246. O-ring 265A is positioned in groove 254 so that it is trapped between shaft 254 and insulating ring 266. O-ring 265B is positioned in groove 266D such that it is trapped between insulating member 266 and sidewall 244. When installed, the O-rings 265A, 265B are compressed so that they press against each other and form a seal between adjacent interface surfaces. In a surge event, by-products such as hot gases and fragments from thyristor 270 may fill or spread into cavity chamber 245. These by-products may be limited or prevented by O-rings 265A, 265B from escaping lever unit 201. through the opening of the housing 246.

Las juntas tóricas 265A, 265B pueden estar formadas por los mismos o diferentes materiales. Según algunas realizaciones, las juntas tóricas 265A, 265B están formadas por un material elástico, tal como un elastómero. Según algunas realizaciones, las juntas tóricas 265A, 265B están formadas por caucho. Las juntas tóricas 265A, 265B pueden estar formadas por un caucho fluorocarbonado tal como VITON™ disponible en DuPont. También se pueden utilizar otros cauchos tales como el caucho butílico. Según algunas realizaciones, el caucho tiene un durómetro de entre aproximadamente 60 y 100 Shore A.O-rings 265A, 265B may be formed of the same or different materials. According to some embodiments, the O-rings 265A, 265B are formed of a resilient material, such as an elastomer. According to some embodiments, the O-rings 265A, 265B are formed of rubber. O-rings 265A, 265B may be formed of a fluorocarbon rubber such as VITON™ available from DuPont. Other rubbers such as butyl rubber can also be used. According to some embodiments, the rubber has a durometer of between about 60 and 100 Shore A.

La cabeza del electrodo 252 y la pared de la carcasa 242 están persistentemente sesgadas o cargadas contra el tiristor 270 a lo largo de un eje de carga o sujeción C-C (Figura 20) para asegurar un acoplamiento firme y uniforme entre las superficies de contacto del tiristor 276A, 274A y las superficies 242A, 252A. Este aspecto de la unidad 201 puede apreciarse considerando un procedimiento según la presente invención para ensamblar la unidad 201, como se describe más abajo.Electrode head 252 and casing wall 242 are persistently biased or loaded against thyristor 270 along a DC clamping or load axis (Figure 20) to ensure tight and uniform coupling between thyristor contact surfaces. 276A, 274A and surfaces 242A, 252A. This aspect of unit 201 can be appreciated by considering a method according to the present invention for assembling unit 201, as described below.

Los cables 232A, 232B están asegurados en el orificio 282A del ajuste 282 usando el tapón de sellado 286. En algunas realizaciones, los cables 278A, 278B se insertan en el orificio 282A, se introduce un material de sellado líquido (por ejemplo, vertido o inyectado) en el orificio de los cables 232A, 232B, y el material de sellado se cura para formar el tapón de sellado rígido 286 en los cables 232A, 232B.Wires 232A, 232B are secured in hole 282A of fitting 282 using sealing plug 286. In some embodiments, wires 278A, 278B are inserted into hole 282A, a liquid sealing material is introduced ( eg, poured or injected) into the hole of leads 232A, 232B, and the sealing material cures to form rigid sealing plug 286 on leads 232A, 232B.

El accesorio 282 está asegurado en el puerto de cable 248 usando el adhesivo 284. Los cables 232A, 232B están conectados a los terminales 274A, 276A. En algunas realizaciones, los cables 232A, 232B están asegurados por el tapón de sellado 286 antes de la etapa de asegurar el accesorio 282 en el puerto de cable 248.Accessory 282 is secured in cable port 248 using adhesive 284. Cables 232A, 232B are connected to terminals 274A, 276A. In some embodiments, cables 232A, 232B are secured by sealing plug 286 prior to the step of securing fitting 282 in cable port 248.

Las juntas tóricas 265A, 265B están instaladas en las ranuras 254, 266D. El tiristor 270 se coloca en la cavidad 241 de tal forma que la superficie de contacto 276A se acople a la superficie de contacto 242A. El electrodo 250 se inserta en la cavidad 241 de tal forma que la superficie de contacto 252A se acople a la superficie de contacto 274A. Las arandelas de resorte 262 se deslizan por el eje 254. Las arandelas 264, el anillo aislante 266, y la tapa del extremo 268 se deslizan por el eje 254 y sobre las arandelas de resorte 262. Se utiliza una plantilla (no se muestra) u otro dispositivo adecuado para forzar la tapa del extremo 268 hacia abajo, a su vez desviando las arandelas de resorte 262. Mientras que la tapa del extremo 268 todavía está bajo la carga de la plantilla, el clip 267 se comprime y se inserta en la ranura 243. El clip 267 se suelta a continuación y se le permite volver a su diámetro original, después de lo cual llena parcialmente la ranura y se extiende parcialmente radialmente hacia dentro en la cavidad 241 desde la ranura 243. El clip 267 y la ranura 243 sirven por lo tanto para mantener la carga en la tapa del extremo 268 para desviar parcialmente las arandelas de resorte 262. La carga de la tapa del extremo 268 en el anillo aislante 266 y desde el anillo aislante hasta las arandelas elásticas 262 se transfiere a su vez a la cabeza 252. De esta forma, el tiristor 270 está intercalado (sujeto) entre la cabeza 252 y la pared del electrodo 242.O-rings 265A, 265B are installed in grooves 254, 266D. Thyristor 270 is positioned in cavity 241 such that contact surface 276A engages contact surface 242A. Electrode 250 is inserted into cavity 241 such that contact surface 252A engages contact surface 274A. Spring washers 262 slide on shaft 254. Washers 264, grommet 266, and end cap 268 slide on shaft 254 and over spring washers 262. A template (not shown) is used. or other suitable device to force end cap 268 downward, in turn biasing spring washers 262. While end cap 268 is still under jig load, clip 267 is compressed and inserted into the slot 243. Clip 267 is then released and allowed to return to its original diameter, after which it partially fills the slot and extends partially radially inward into cavity 241 from slot 243. Clip 267 and slot 243 therefore serve to maintain the load on the end cap 268 to partially bias the spring washers 262. The load from the end cap 268 on the insulating ring 266 and from the insulating ring to the spring washers 262 is transferred It in turn transfers to head 252. In this way, thyristor 270 is sandwiched (clamped) between head 252 and electrode wall 242.

Cuando la unidad de palanca 201 está ensamblada, la carcasa 240, el electrodo 250, el miembro aislante 266, la tapa del extremo 268, el clip 267, las juntas tóricas 265A, 265B y el pasamuros 280 forman colectivamente una unidad de carcasa o conjunto de carcasa 249 que contiene el tiristor 270.When lever unit 201 is assembled, housing 240, electrode 250, insulating member 266, end cap 268, clip 267, O-rings 265A, 265B, and grommet 280 collectively form a housing unit or assembly. housing 249 containing the thyristor 270.

El módulo de palanca 210 puede ensamblarse como sigue de acuerdo con los procedimientos de la invención. Lever module 210 can be assembled as follows according to the methods of the invention.

Para construir el conjunto de la bobina 220, la barra colectora 224 está asegurada al miembro de la bobina 222 usando los pernos 229A. El miembro terminal 226 está asegurado al miembro de la bobina 222 usando los pernos 229B con la hoja aislante 227 capturado entre el miembro terminal 226 y el miembro de la bobina 222. La carcasa 228 se moldea a partir de entonces alrededor y a través de este subconjunto. Por ejemplo, en algunas realizaciones, el subconjunto se coloca en un molde, a continuación el molde se llena con material de carcasa líquido (por ejemplo, una resina líquida) y, a continuación, el material se enfría o cura para formar la carcasa rígida 228. Las regiones de los agujeros 228C, 228D, 222F, 226D pueden llenarse o taponarse temporalmente con características de molde o similares para evitar que el material de la envoltura líquida llene estas regiones. La carcasa 223 está moldeada o ajustada alrededor de la carcasa 228. Por ejemplo, la carcasa 223 se puede moldear o co-moldear alrededor de la carcasa 228. Las juntas tóricas elastoméricas 223A se pueden colocar alrededor del poste terminal 226C y los separadores de barras colectoras 224B.To construct coil assembly 220, busbar 224 is secured to coil member 222 using bolts 229A. Terminal member 226 is secured to coil member 222 using bolts 229B with insulating sheet 227 captured between terminal member 226 and coil member 222. Housing 228 is thereafter molded around and through this subassembly. . For example, in some embodiments, the subassembly is placed in a mold, the mold is then filled with liquid shell material ( for example, a liquid resin), and the material is then cooled or cured to form the rigid shell. 228. The hole regions 228C, 228D, 222F, 226D may be temporarily filled or plugged with mold features or the like to prevent liquid envelope material from filling these regions. Housing 223 is molded or fitted around housing 228. For example, housing 223 may be molded or co-molded around housing 228. Elastomeric O-rings 223A may be placed around terminal post 226C and rod spacers. collectors 224B.

El conjunto de la bobina 220 está asegurado al electrodo 240 de la unidad de palanca 201 por un perno 217 y al electrodo 250 de la unidad de palanca 202 por un perno 217. Las cabezas de los tornillos 217 están ubicadas en los agujeros 228C de la carcasa 228 para proporcionar un perfil bajo y plano. La barra colectora de la base 214 está asegurada al electrodo 250 de la unidad de palanca 201 por un perno 217 y al electrodo 240 de la unidad de palanca 201 por un perno 217. Las cabezas de los tornillos 217 están ubicadas en los agujeros 214A de la barra colectora de la base 214 para proporcionar un perfil bajo y plano. Los cables conductores 230E y 230F están asegurados a la barra colectora 224 y la barra colectora de la base 214, respectivamente, mediante tornillos.The coil assembly 220 is secured to the electrode 240 of the lever unit 201 by a bolt 217 and to the electrode 250 of the lever unit 202 by a bolt 217. The heads of the screws 217 are located in the holes 228C of the 228 shell to provide a low, flat profile. The base busbar 214 is secured to the electrode 250 of the lever unit 201 by a bolt 217 and to the electrode 240 of the lever unit 201 by a bolt 217. The heads of the screws 217 are located in the holes 214A of base busbar 214 to provide a low, flat profile. Lead wires 230E and 230F are secured to busbar 224 and base busbar 214, respectively, by screws.

La cubierta 212 se instala sobre el subconjunto anterior y se fija a la barra colectora de la base 214 por sujetadores (por ejemplo, tornillos), adhesivos y/o características de enclavamiento, por ejemplo. El cable 232 (que incluye los pares de cables 232A, 232B de cada una de las unidades de palanca 201,202) se dirige a través de la apertura 212B en la cubierta 212. El volumen restante de la cavidad 212A se llena con el material de relleno 218. En algunas realizaciones, se introduce un material de relleno líquido (por ejemplo, vertido o inyectado a través del agujero 214B) en la cavidad 212A, y curado a continuación para formar el material de relleno rígido 218.Cover 212 is installed over the above subassembly and attached to base busbar 214 by fasteners ( eg, screws), adhesives, and/or interlocking features, for example. Cable 232 (including cable pairs 232A, 232B from each of the lever units 201,202) is routed through opening 212B in cover 212. The remaining volume of cavity 212A is filled with filler material. 218. In some In embodiments, a liquid filler material is introduced ( e.g. , poured or injected through hole 214B) into cavity 212A, and then cured to form rigid filler material 218.

El módulo de conexión 290 (Figuras 13 y 22) incluye un circuito o circuitos correspondientes a una interconexión entre el sistema de palanca 102 y el circuito de accionamiento 106. Por ejemplo, algunas realizaciones prevén que el sistema de palanca 102 incluye tres módulos de palanca 210(1), 210(2) y 210(3) (ilustrado esquemáticamente como módulo de palanca 120 en la Figura 5) que incluyen conexiones al circuito de activación 106. En concreto, por ejemplo, cada uno de los cables 232 puede corresponder a uno respectivo de los módulos de palanca 210 y puede corresponder a las señales de accionamiento del tiristor para cada una de las dos unidades de palanca 201 dentro de cada módulo de palanca 210 y señales de referencia para cada una de las dos unidades de palanca dentro de cada módulo de palanca 210. El módulo de conexión 290 puede incluir un recinto circundante 292, y múltiples contactos eléctricos que están configurados para proporcionar conexiones a contactos en un conector de acoplamiento (no mostrado). De esta manera, el sistema de palanca 102 puede estar conectado al circuito de accionamiento 106.Connection module 290 (FIGS. 13 and 22) includes circuit(s) corresponding to an interconnection between lever system 102 and drive circuit 106. For example, some embodiments envision lever system 102 including three lever modules. 210(1), 210(2), and 210(3) (shown schematically as toggle module 120 in Figure 5) that include connections to activation circuit 106. Specifically, for example, each of the wires 232 may correspond to a respective one of the lever modules 210 and may correspond to the thyristor drive signals for each of the two lever units 201 within each lever module 210 and reference signals for each of the two lever units within of each lever module 210. The connection module 290 may include a surrounding enclosure 292, and multiple electrical contacts that are configured to provide connections to contacts on a mating connector. ing (not shown). In this way, the lever system 102 can be connected to the drive circuit 106.

Para conectar los módulos de palanca 210(1), 210(2), 210(3) a los conductores L1B, L2B, L3B, NB, cada uno de los conductores de línea L1B, L2B, L3B está conectado mecánica y eléctricamente al miembro terminal 226 de uno respectivo de los módulos de palanca 210(1), 210(2), 210(3) por un perno 215, y el conductor neutro NB está conectado mecánica y eléctricamente a las barras colectoras de la base 214 de los módulos de palanca 210(1), 210(2), 210(3) por pernos 215.To connect the lever modules 210(1), 210(2), 210(3) to the conductors L1B, L2B, L3B, NB, each of the line conductors L1B, L2B, L3B is mechanically and electrically connected to the member terminal 226 of a respective one of the lever modules 210(1), 210(2), 210(3) by a bolt 215, and the neutral conductor NB is mechanically and electrically connected to the base bus bars 214 of the modules of lever 210(1), 210(2), 210(3) by bolts 215.

En uso, el sistema de palanca 200 y los módulos de palanca 210(1), 210(2), 210(3) se realizan como se describe arriba para el sistema 102 y los tres módulos 120, respectivamente (Figura 5).In use, lever system 200 and lever modules 210(1), 210(2), 210(3) are made as described above for system 102 and three modules 120, respectively (FIG. 5).

Cuando ocurre un evento de accionamiento y los tiristores 270 de un módulo 210 conducen la corriente entre las líneas que une el módulo 210 (es decir., la línea neutra N y el asociado de las líneas L1, L2, L3). Como se discutió anteriormente, las unidades de palanca 201, 202, y por tanto los tiristores 270 de los mismos, están orientados en direcciones opuestas para conducir la corriente en las respectivas direcciones de la corriente alterna. En el caso de la unidad de palanca 202 del módulo 210, la corriente fluye secuencialmente a través del poste terminal 226C, la extensión del terminal 226B, la extensión del miembro de la bobina 222D, la tira de la bobina 222C, el cuerpo de la bobina 222A, la barra colectora 224, el electrodo 250 acoplado a la barra colectora 224, el tiristor 270, el electrodo 240 acoplado a la barra colectora 214, y la barra colectora 214. En el caso de la unidad de palanca 201, la corriente fluye secuencialmente a través de la barra colectora 214, el electrodo 250, el tiristor 270, el electrodo 240, la barra colectora 224, el cuerpo de la bobina 222A, la tira de la bobina 222C, la extensión 222D, la extensión 226B, y el poste terminal 226C.When a trigger event occurs and the thyristors 270 of a module 210 conduct current between the lines connecting the module 210 ( ie, the neutral line N and the associated lines L1, L2, L3). As discussed above, the lever units 201, 202, and thus the thyristors 270 thereof, are oriented in opposite directions to conduct current in the respective AC directions. In the case of lever unit 202 of module 210, current flows sequentially through terminal post 226C, terminal extension 226B, coil member extension 222D, coil strip 222C, coil body coil 222A, bus bar 224, electrode 250 coupled to bus bar 224, thyristor 270, electrode 240 coupled to bus bar 214, and bus bar 214. In the case of lever unit 201, the current flows sequentially through bus bar 214, electrode 250, thyristor 270, electrode 240, bus bar 224, coil body 222A, coil strip 222C, extension 222D, extension 226B, and terminal post 226C.

La construcción y configuración de los módulos de palanca 210 proporciona un dispositivo compacto, modular y empaquetado unitariamente que se puede integrar de manera eficiente en los gabinetes de equipos eléctricos existentes. El paquete proporciona una disposición y características simples y convenientes para conectar los módulos 210 a las líneas L1, L2, l 3, N (porejemplo, a través de barras conductoras L1B, L2B, L3B, NB).The construction and configuration of the lever modules 210 provides a compact, modular, unit-packaged device that can be efficiently integrated into existing electrical equipment cabinets. The package provides a simple and convenient layout and features for connecting modules 210 to lines L1, L2, l 3, N ( eg via busbars L1B, L2B, L3B, NB).

Además, la construcción y configuración de los módulos de palanca 210 puede proporcionar los módulos de palanca 210 con mayor resistencia y durabilidad para resistir el efecto físico (fuerzas electromagnéticas generadas) de las corrientes de fallo durante un período prolongado de tiempo y otras tensiones eléctricas y mecánicas en servicio. Por lo tanto, puede resistir con seguridad el evento de cortocircuito (evitar problemas de seguridad para el personal y cualquier daño en el equipo de la instalación, así como en toda la instalación en sí) cuando se acciona.Furthermore, the construction and configuration of the toggle modules 210 can provide the toggle modules 210 with increased strength and durability to withstand the physical effect (electromagnetic forces generated) of fault currents over an extended period of time and other electrical and electrical stresses. mechanics in service. Therefore, it can safely withstand the short-circuit event (avoid safety problems for personnel and any damage to the installation equipment, as well as to the entire installation itself) when it is actuated.

El módulo de palanca 210 puede funcionar cuando se acciona de dos formas distintas: una para resistir la corriente de fallo durante el período de tiempo necesario para accionar el disyuntor principal aguas arriba y una segunda (un diseño diferente al primero) que los tiristores 270 no pueden soportar la corriente de fallo y fallar en breve. La segunda opción es atractiva debido a la menor capacidad de resistencia de energía de los tiristores empleados en el diseño. Sin embargo, en tal caso, el sistema de palanca 200 por lo general, solo se puede accionar una vez, ya que después de que se acciona, el sistema 200 no es recuperable y debe ser reemplazado. En el caso donde los tiristores 270 puede soportar la corriente de fallo, por lo general se requieren dos disposiciones adicionales. Una es que la inductancia de la bobina añadida 222 se utiliza para eliminar la posibilidad de dañar los tiristores debido a di/dt alto durante la conducción de las corrientes de fallo (crea un punto caliente en la superficie interna del disco de tiristores). La impedancia de la bobina también es útil para permitir que el circuito amortiguador 230B, 230C, 230D evite el accionamiento automático del tiristor debido a un dv/dt excesivo (reducir el dV/dt, que requiere una cierta impedancia en el circuito; en algunas aplicaciones esto podría ser parte de la impedancia existente del sistema y permitir la omisión de la bobina). La segunda es que incluso en este caso debería haber disposiciones que utilicen la misma construcción para el módulo de palanca 210 para resistir el daño en caso de que el tiristor falle en corto - modo de fallo típico del tiristor. Por lo tanto, la configuración del módulo de palanca 210 es muy beneficioso, y en algunos casos obligatorio, para ambas implementaciones de diseño (resistencia y fallo del módulo de palanca 210).The toggle module 210 can function when actuated in two different ways: one to withstand the fault current for the period of time required to actuate the upstream main breaker, and a second (a different design than the first) that the thyristors 270 do not. they can withstand the fault current and fail shortly. The second option is attractive due to the lower power withstand capability of the thyristors used in the design. However, in such a case, the lever system 200 can generally only be actuated once, since after it is actuated, the system 200 is not recoverable and must be replaced. In the case where the thyristors 270 can withstand the fault current, two additional arrangements are usually required. One is that the added coil inductance 222 is used to eliminate the possibility of damaging the thyristors due to high di/dt during driving fault currents (it creates a hot spot on the inner surface of the thyristor disc). The coil impedance is also useful in allowing the snubber circuit 230B, 230C, 230D to prevent self-driving of the thyristor due to excessive dv/dt (reducing the dV/dt, which requires a certain impedance in the circuit; in some applications this could be part of the existing system impedance and allow the coil to be omitted). The second is that even in this case there should be arrangements using the same construction for the lever module 210 to resist damage in the event that the thyristor fails in a short - typical thyristor failure mode. Therefore, the lever module 210 configuration is highly beneficial, and in some cases mandatory, for both design implementations (lever module 210 strength and failure).

Por ejemplo, cuando un módulo 210 está activado, un tiristor 270 el mismo puede estar dañado (por ejemplo, como resultado de transportar toda la corriente de fallo). Sin embargo, el conjunto de carcasa asociado 241 contiene el daño (por ejemplo, escombros, gases y calor inmediato) dentro de la unidad de palanca 201, 202, para que el módulo 210 falle de forma segura. Además, los componentes del módulo 210 que rodean la unidad 201, 202 también pueden contener o amortiguar cualquier calor o productos dañinos que escapen de la unidad 201, 202. De esta forma, el módulo 210 puede prevenir o reducir cualquier daño al equipo adyacente (por ejemplo, equipo de aparamenta en el gabinete) y daños al personal. De esta manera, el módulo 210 puede mejorar la seguridad del equipo y del personal. Esta puede ser una característica muy importante, ya que la razón principal para usar un sistema de palanca, como se describe en esta memoria, es la protección del equipo y el personal contra los peligros de arco eléctrico que generalmente son causados por la ruptura del aislamiento entre las barras colectoras o por fallos en dispositivos semiconductores (como tiristores, IGBT, etc.). Por lo tanto, un sistema de este tipo puede tener un valor limitado o nulo si crea los mismos efectos dañinos que se emplean para resolver (fallo peligroso de los dispositivos semiconductores).For example, when a module 210 is activated, a thyristor 270 itself may be damaged ( eg, as a result of carrying full fault current). However, the associated housing assembly 241 contains the damage ( eg, debris, gases, and immediate heat) within the lever unit 201, 202, so that the module 210 fails safely. Furthermore, the module components 210 surrounding the unit 201, 202 may also contain or buffer any heat or harmful products escaping from the unit 201, 202. In this way, the module 210 can prevent or reduce any damage to adjacent equipment ( eg , switchgear equipment in the cabinet) and injury to personnel. In this way, module 210 can improve the safety of equipment and personnel. This can be a very important feature, as the primary reason for using a toggle system, as described in this specification, is to protect equipment and personnel from arc flash hazards which are typically caused by insulation breakdown. between busbars or by faults in semiconductor devices (such as thyristors, IGBTs, etc.). Therefore, such a system may be of limited or no value if it creates the same harmful effects that it is used to resolve (dangerous failure of semiconductor devices).

La construcción del conjunto de la bobina 220, y en particular la carcasa 228, proporcionan un componente robusto y unitario. La resistencia mejorada del conjunto de la bobina 220 es beneficiosa para resistir las tensiones que puede experimentar y ejercer el miembro de la bobina 222, que se encuentra en serie a través de las líneas.The construction of the coil assembly 220, and in particular the housing 228, provides a robust and unitary component. The improved strength of coil assembly 220 is beneficial in resisting stresses that may be experienced and exerted by coil member 222, which is in series across the lines.

El material de relleno 218 puede proporcionar el módulo 210 con fuerza mejorada. El material de relleno 218 puede ayudar a contener los subproductos de la destrucción del tiristor. El material de relleno 218 puede aislar térmicamente y aislar eléctricamente los componentes eléctricos del módulo 210 del medio ambiente (por ejemplo, personal y otros equipos en el gabinete de aparamenta). El material de relleno 218 también puede proporcionar resistencia a la manipulación.Filler material 218 may provide module 210 with enhanced strength. The filler material 218 can help contain the byproducts of thyristor destruction. The filler material 218 can thermally insulate and electrically isolate the electrical components of the module 210 from the environment ( eg , personnel and other equipment in the switchgear cabinet). Filler material 218 may also provide tamper resistance.

El pasamuros 280 proporciona alivio de tensión para los cables 232A, 232B, y también sirve para sellar el puerto del cable 248 para prevenir o inhibir la expulsión de subproductos de la destrucción del tiristor a través del puerto del cable 248.The grommet 280 provides strain relief for the cables 232A, 232B, and also serves to seal the cable port 248 to prevent or inhibit the expulsion of by-products of thyristor destruction through the cable port 248.

En algunas realizaciones, el pasamuros 280 está construido para permitir la rotura o fallo del pasamuros 248 en respuesta a la presión en la cámara que excede un umbral de presión en un intervalo prescrito. Es decir, el pasamuros 280 puede servir como válvula dependiente de la presión. Esta puede ser una característica muy importante en caso de que, por alguna razón, el módulo de palanca 210 esté sobreexpuesto a corrientes de fallo, por encima de sus especificaciones, y el pasamuros 280 funciona como alivio de presión dentro del módulo 210 sin generar peligros significativos (es decir., es una forma controlada de aliviar la presión interna al permitir una emisión de humo en una dirección específica que podría controlarse externamente guiando las emisiones de humo a un respiradero.In some embodiments, the grommet 280 is constructed to allow rupture or failure of the grommet 248 in response to pressure in the chamber that exceeds a pressure threshold in a prescribed range. That is, the grommet 280 can serve as a pressure dependent valve. This can be a very important feature in case, for some reason, the toggle module 210 is overexposed to fault currents, beyond its specifications, and the grommet 280 functions as a pressure relief within the module 210 without creating hazards. significant ( i.e., it is a controlled way of relieving internal pressure by allowing smoke emission in a specific direction that could be controlled externally by guiding smoke emissions to a vent.

Un fallo del pasamuros 280 se puede observar sin desmontar la unidad de palanca 201,202. La función de válvula del pasamuros 280 puede emplearse ventajosamente para determinar la corriente de fallo máxima y la duración que el módulo de palanca 210 puede soportar, teniendo como indicación sólo cuándo se abrirá la válvula cuando la unidad de palanca 201,202 está siendo probada o clasificada (utilizado como una primera indicación de que la capacidad de resistencia a la corriente de fallo del módulo de palanca 210 está cerca de sus límites, en lugar de experimentar un daño total de todo el módulo).A failure of the grommet 280 can be observed without disassembling the lever unit 201,202. The valve function of the grommet 280 can be advantageously used to determine the maximum fault current and duration that the toggle module 210 can withstand, having as an indication only when the valve will open when the toggle unit 201,202 is being tested or classified ( used as a first indication that the crowbar module 210's fault current withstand capability is near its limits, rather than experiencing total damage to the entire module).

Los dispositivos de protección eléctrica según realizaciones de la presente invención (porejemplo, el dispositivo 210) pueden proporcionar una serie de ventajas además de las mencionadas anteriormente. Los dispositivos pueden formarse para que tengan un factor de forma relativamente compacto. Los dispositivos se pueden adaptar para su instalación en lugar de dispositivos de palanca de tipo similar que no tengan un tiristor como se describe en esta memoria. En particular, los presentes dispositivos pueden tener la misma dimensión de longitud que tales dispositivos anteriores. Eso depende de la clasificación de corriente de fallo del sistema de palanca, la duración de la corriente de fallo y el modo de operación durante el accionamiento (resistencia o fallo). Eso determina el tamaño de los tiristores 270 empleados y, por lo tanto, el tamaño y los detalles de construcción de los módulos de palanca 210 y de todo el sistema.Electrical protection devices according to embodiments of the present invention ( eg, device 210) can provide a number of advantages in addition to those mentioned above. The devices can be formed to have a relatively compact form factor. The devices can be adapted for installation in place of similar type toggle devices not having a thyristor as described herein. In particular, the present devices may have the same length dimension as such prior devices. That depends on the fault current rating of the lever system, the duration of the fault current, and the mode of operation during actuation (resistance or fault). That determines the size of the thyristors 270 employed and thus the size and construction details of the lever modules 210 and the entire system.

Según algunas realizaciones, las áreas de acoplamiento entre cada una de las superficies de contacto de los electrodos (porejemplo, las superficies de contacto 242A, 252A) y las superficies de contacto del tiristor (porejemplo, las superficies de contacto 274A, 276A) miden al menos una pulgada cuadrada.According to some embodiments, the mating areas between each of the electrode contact surfaces ( eg, contact surfaces 242A, 252A) and the thyristor contact surfaces ( eg, contact surfaces 274A, 276A) are measured at least one square inch.

Según algunas realizaciones, los electrodos polarizados 240, 250 aplican una carga al tiristor 270 a lo largo del eje C­ C en el intervalo de 2000 lbf y 26000 lbf dependiendo de su área de superficie.According to some embodiments, the polarized electrodes 240, 250 apply a load to the thyristor 270 along the C C axis in the range of 2,000 lbf and 26,000 lbf depending on their surface area.

Según algunas realizaciones, la masa térmica combinada de la carcasa 240 y el electrodo 250 es sustancialmente mayor que la masa térmica del tiristor 270. Como se usa en esta memoria, el término "masa térmica" significa el producto del calor específico del material o materiales del objeto (por ejemplo, el tiristor 270) multiplicado por la masa o masas del material o materiales del objeto. Es decir, la masa térmica es la cantidad de energía requerida para elevar un gramo del material o materiales del objeto en un grado centígrado por la masa o masas del material o materiales en el objeto. Según algunas realizaciones, la masa térmica de al menos uno de los cabezales del electrodo 252 y la pared del electrodo 242 es sustancialmente mayor que la masa térmica del tiristor 270. Según algunas realizaciones, la masa térmica de al menos uno de los cabezales del electrodo 252 y la pared del electrodo 242 es al menos dos veces la masa térmica del tiristor 270, y, según algunas realizaciones, al menos diez veces mayor. Según algunas realizaciones, las masas térmicas combinadas de la cabeza 252 y la pared 242 son sustancialmente mayores que la masa térmica del tiristor 270, según algunas realizaciones al menos dos veces la masa térmica del tiristor 270 y, según algunas realizaciones, al menos diez veces mayor.According to some embodiments, the combined thermal mass of the housing 240 and electrode 250 is substantially greater than the thermal mass of the thyristor 270. As used herein, the term "thermal mass" means the product of the specific heat of the material(s). of the object ( for example, the thyristor 270) multiplied by the mass(es) of the material(s) of the object. That is, the thermal mass is the amount of energy required to raise one gram of the material(s) in the object by one degree centigrade times the mass(es) of the material(s) in the object. According to some embodiments, the thermal mass of at least one of the electrode heads 252 and the electrode wall 242 is substantially greater than the thermal mass of the thyristor 270. According to some embodiments, the thermal mass of at least one of the electrode heads 252 and electrode wall 242 is at least twice the thermal mass of thyristor 270, and, according to some embodiments, at least ten times greater. According to some embodiments, the combined thermal masses of head 252 and wall 242 are substantially greater than the thermal mass of the thyristor 270, according to some embodiments at least twice the thermal mass of the thyristor 270 and, according to some embodiments, at least ten times greater.

Como se discutió anteriormente, las arandelas de resorte 262 son arandelas Belleville. Las arandelas Belleville pueden usarse para aplicar cargas relativamente altas sin requerir un espacio axial sustancial. Sin embargo, se pueden usar otros tipos de medios de desvío además de o en lugar de la arandela o arandelas Belleville. Los medios de carga alternativos adecuados incluyen uno o más resortes helicoidales, arandelas onduladas o arandelas en espiral.As discussed above, spring washers 262 are Belleville washers. Belleville washers can be used to apply relatively high loads without requiring substantial axial clearance. However, other types of biasing means may be used in addition to or instead of the Belleville washer(s). Suitable alternative loading means include one or more coil springs, wave washers or spiral washers.

Según realizaciones adicionales de la invención, el módulo de palanca 210 se puede construir con una sola unidad de palanca 201 o 202 (es decir., la otra unidad de palanca 202 o 201 se omite), de modo que el módulo de palanca así formado conduce eléctricamente sólo en una dirección. Tales módulos de palanca modificados se pueden utilizar en pares invertidos combinados para proporcionar la funcionalidad del módulo de palanca. 210.According to further embodiments of the invention, the lever module 210 can be constructed with a single lever unit 201 or 202 ( i.e., the other lever unit 202 or 201 is omitted), so that the lever module thus formed conducts electrically only in one direction. Such modified toggle modules can be used in combined inverted pairs to provide toggle module functionality. 210.

Según realizaciones adicionales de la invención, el módulo de palanca 210 se puede construir con una sola unidad de palanca 201 o 202 (es decir., la otra unidad de palanca 202 o 201 se omite), pero de manera que la unidad de palanca única restante 201, 202 incluye, en lugar del tiristor 270, un tiristor bidireccional que puede funcionar en ambas direcciones. Es decir, cuando se activa, el tiristor bidireccional conducirá la corriente en ambas direcciones de la corriente alterna. Este módulo de palanca puede reducirse en tamaño y/o coste en comparación con el módulo de palanca de tiristor dual.According to further embodiments of the invention, the lever module 210 can be constructed with a single lever unit 201 or 202 ( i.e., the other lever unit 202 or 201 is omitted), but in such a way that the single lever unit remaining 201, 202 includes, instead of thyristor 270, a bidirectional thyristor that can operate in both directions. That is, when activated, the bidirectional thyristor will conduct current in both directions of alternating current. This lever module can be reduced in size and/or cost compared to the dual thyristor lever module.

Según realizaciones adicionales de la invención, el módulo de palanca 210 puede construirse sin la bobina 222. According to further embodiments of the invention, lever module 210 may be constructed without coil 222.

Con referencia a la Figura 23, un módulo de palanca 310 según realizaciones adicionales de la invención se muestra en el mismo. El módulo de palanca 310 corresponde al módulo de palanca 210, excepto como se describe a continuación. En la Figura 23, la cubierta 212, el material de relleno 218, y la unidad de palanca 201 no se muestran, con el fin de proporcionar una vista más clara a los efectos de la explicación. La unidad de palanca 201 en el módulo de palanca 310 está conectada eléctricamente a la barra colectora de la base 214 y el miembro de la bobina 222 por los pernos 217A y 217B como en el módulo de palanca 210.Referring to Figure 23, a lever module 310 according to further embodiments of the invention is shown therein. Lever module 310 corresponds to lever module 210, except as described below. In Figure 23, the cover 212, the filler material 218, and the lever unit 201 are not shown, in order to provide a clearer view for the purpose of explanation. Lever unit 201 in lever module 310 is electrically connected to base busbar 214 and coil member 222 by bolts 217A and 217B as in lever module 210.

El módulo de palanca 310 incluye un dispositivo de varistor de óxido metálico integral (MOV) 288. El dispositivo MOV integrado 288 está conectado eléctricamente al miembro terminal 226 por una pista 289A (pasando por alto la bobina 222C) y a la barra colectora de la base 214 por una pista 289B. El dispositivo MOV 288 está montado sobre un sustrato eléctricamente aislante 288C entre los conductores 289A, 289B. El dispositivo MOV 288 incluye un primer cable tipo clavija que está en contacto eléctricamente con el cable 289A y un segundo cable tipo clavija en contacto eléctrico con el cable 289B. El MOV incluye internamente un enlace térmico (seccionador térmico o fusible térmico) entre el cable 288A y el único electrodo del MOV. El otro electrodo del MOV está conectado al conductor 288B. Además, la conexión entre el 226 y el líder de MOV 288A, así como la conexión entre la barra colectora 214 y el conductor 288B, se realiza mediante una barra colectora para permitir que las conexiones a la línea eléctrica y a tierra resistan las fuerzas generadas por la corriente conducida cuando el MOV conduce corrientes de sobretensión/rayo o corrientes de fallo desde la fuente de energía. El módulo de palanca 310 se puede utilizar como módulo de palanca en el dispositivo de palanca 102 del sistema descrito anteriormente con referencia a la Figura 11 por ejemplo. También se podría utilizar un MOV adicional, integrado en la PCB 288C - y conectados en paralelo a los dos tiristores para reducir la sobretensión en sus extremos y evitar la sobretensión máxima esperada que podría dar lugar al falso accionamiento del tiristor.Lever module 310 includes an integral metal oxide varistor (MOV) device 288. Integrated MOV device 288 is electrically connected to terminal member 226 by track 289A (bypassing coil 222C) and to the base bus bar. 214 for a runway 289B. MOV device 288 is mounted on an electrically insulating substrate 288C between leads 289A, 289B. MOV device 288 includes a first plug wire that is in electrical contact with wire 289A and a second plug wire that is in electrical contact with wire 289B. The MOV internally includes a thermal link (thermal disconnect or thermal fuse) between the 288A lead and the MOV's single electrode. The other electrode of the MOV is connected to lead 288B. In addition, the connection between the 226 and MOV leader 288A, as well as the connection between the 214 busbar and the 288B conductor, is made using a busbar to allow the power line and ground connections to withstand the forces generated by the current conducted when the MOV conducts surge/lightning currents or fault currents from the power source. The lever module 310 can be used as a lever module in the lever device 102 of the system described above with reference to Figure 11 for example. An additional MOV could also be used, integrated on the 288C PCB - and connected in parallel to the two thyristors to reduce the overvoltage at their ends and avoid the maximum expected overvoltage that could lead to false triggering of the thyristor.

Se hace referencia ahora a la Figura 24, que es un diagrama esquemático que ilustra un sistema de protección de arco eléctrico, sobretensión, sobrecorriente y sobrecarga según algunas realizaciones de la presente invención. La Figura 24 puede incluir elementos que se describen anteriormente con respecto al menos a la Figura 5 y por tanto puede omitirse una descripción adicional del mismo. En algunas realizaciones, el sistema de protección de arco eléctrico, sobretensión, sobrecorriente y sobrecarga 500 puede proteger el sistema eléctrico de un generador de turbina eólica de un arco eléctrico, sobrecorriente y/o eventos de sobrecarga o rayos. Algunas realizaciones proporcionan que el sistema de protección de arco eléctrico, sobretensión, sobrecorriente y sobrecarga 500 incluye un dispositivo de palanca 502 que puede funcionar para evitar una condición de sobretensión generando una ruta de baja resistencia desde las líneas de voltaje de fase L1, L2, L3 a la línea neutra N. Algunas realizaciones prevén que el dispositivo de palanca 502 incluye módulos de palanca 520 que están conectados entre la línea de voltaje de fase correspondiente L1, L2, L3 y la línea neutra N.Reference is now made to Figure 24, which is a schematic diagram illustrating an arc flash, overvoltage, overcurrent, and overload protection system according to some embodiments of the present invention. Figure 24 may include elements that are described above with respect to at least Figure 5 and thus further description thereof may be omitted. In some embodiments, arc flash, overvoltage, overcurrent, and overload protection system 500 may protect the electrical system of a wind turbine generator from arc flash, overcurrent, and/or overload or lightning events. Some embodiments provide that the arc flash, overvoltage, overcurrent, and overload protection system 500 includes a toggle device 502 that is operable to prevent an overvoltage condition by generating a low-resistance path from the phase voltage lines L1, L2, L3 to neutral line N. Some embodiments envision that lever device 502 includes lever modules 520 that are connected between the corresponding phase voltage line L1, L2, L3 and neutral line N.

Algunas realizaciones prevén que cada uno de los módulos de palanca 520 puede estar conectado a un sensor de corriente 505 que puede monitorear el flujo de corriente de la línea de fase correspondiente. En algunas realizaciones, el sensor de corriente 505 puede estar separado del módulo de palanca 520 y/o el dispositivo de palanca 502 mientras que en algunas otras realizaciones el sensor de corriente 505 se puede integrar en el módulo de palanca 520 y/o el dispositivo de palanca 502.Some embodiments envision that each of the lever modules 520 may be connected to a current sensor 505 that may monitor the current flow of the corresponding phase line. In some embodiments, current sensor 505 may be separate from lever module 520 and/or lever device 502 while in some other embodiments current sensor 505 may be integrated into lever module 520 and/or lever device. lever 502.

Algunas realizaciones incluyen dispositivos de protección contra sobrecargas (SPD) 104. Como se ilustra, cada uno de los SPD 104 puede estar conectado entre los respectivos de L1, L2 y L3, y neutro (N). El uso del SPD 104 puede proteger los tiristores del dispositivo de palanca 502 durante eventos de rayos y/o condiciones transitorias de sobretensión, así como proteger otros equipos en la instalación. Some embodiments include surge protection devices (SPDs) 104. As illustrated, each of the SPDs 104 may be connected between the respective ones of L1, L2, and L3, and neutral (N). Use of the SPD 104 can protect the thyristors of the crowbar 502 during lightning events and/or transient overvoltage conditions, as well as protect other equipment in the facility.

En algunas realizaciones, el dispositivo de palanca 502 puede ser accionado por un circuito accionador de arco eléctrico 506. Como se describió anteriormente, un sistema de detección de arco eléctrico 64 se puede configurar para detectar un arco eléctrico dentro del gabinete de aparamenta 60 y proporcionar una señal de detección de arco eléctrico (AFD) al circuito de accionamiento del arco eléctrico 506. En algunas realizaciones, el circuito de accionamiento de arco eléctrico 506 puede gestionar las señales de accionamiento y alarma de los módulos de palanca 520 y proporcionar las salidas de accionamiento a uno o más disyuntores 68. Algunas realizaciones prevén que el circuito de accionamiento de arco eléctrico 506 también puede proporcionar indicaciones correspondientes al estado de cada módulo de palanca 520 y una causa de accionamiento de los módulos de palanca 520.In some embodiments, toggle device 502 may be actuated by an arc flash drive circuit 506. As described above, an arc flash detection system 64 may be configured to detect an arc flash within switchgear cabinet 60 and provide an arc flash detection (AFD) signal to the arc flash drive circuit 506. In some embodiments, the arc flash drive circuit 506 may handle the drive and alarm signals from the toggle modules 520 and provide the outputs for actuation to one or more circuit breakers 68. Some embodiments envision that the arc-flash actuation circuit 506 may also provide indications corresponding to the state of each toggle module 520 and a cause of actuation of the toggle modules 520.

El sistema de protección de arco eléctrico, sobretensión, sobrecorriente y sobrecarga 500 también puede incluir un selector de umbral 510 que proporciona una señal al circuito de accionamiento de arco eléctrico 506 para establecer el umbral de corriente en el que el circuito de accionamiento de arco eléctrico 506 hace que el módulo de palanca 520 se active.The arc flash, overvoltage, overcurrent, and overload protection system 500 may also include a threshold selector 510 that provides a signal to the arc flash drive circuit 506 to set the current threshold at which the arc flash drive circuit 506 causes toggle module 520 to activate.

En uso y funcionamiento, en condiciones normales de funcionamiento, un módulo de palanca 520 puede permanecer inactivo y, por lo tanto, no conducir corriente entre líneas de fase L1, L2, L3 y la línea neutra N. Las condiciones normales de funcionamiento pueden incluir aquellas en las que el voltaje de la línea de fase es menor que un umbral específico. Por ejemplo, en algunas realizaciones, el umbral específico puede ser de aproximadamente 1800 V pico, sin embargo, tales realizaciones no son limitantes ya que el voltaje umbral puede ser más o menos de 1800 V. In use and operation, under normal operating conditions, a lever module 520 may remain inactive and therefore not conduct current between phase lines L1, L2, L3 and the neutral line N. Normal operating conditions may include those where the phase line voltage is less than a specified threshold. For example, in some embodiments, the specific threshold may be approximately 1800 V peak, however, such embodiments are not limiting in that the threshold voltage may be more or less than 1800 V.

Un módulo de palanca 520 puede accionarse de diferentes maneras dependiendo de cuándo se detecte una condición de fallo. Por ejemplo, el módulo de palanca 520 puede accionarse de una primera manera durante un período de puesta en marcha y de una segunda manera durante el funcionamiento en estado estable.A toggle module 520 can be actuated in different ways depending on when a fault condition is detected. For example, lever module 520 may be actuated in a first manner during a start-up period and in a second manner during steady-state operation.

Durante un período de puesta en marcha, tal como dentro de aproximadamente 2 segundos o menos desde el inicio de una turbina eólica u otro dispositivo generador, el módulo de palanca 520 puede funcionar sin una fuente de energía del circuito de accionamiento de arco eléctrico 506. En este sentido, el módulo de palanca 520 no puede ser accionado por una señal de alarma del sistema de detección de arco eléctrico 64 ya que tal sistema generalmente no está disponible para su funcionamiento durante un período de puesta en marcha. De esta manera, el módulo de palanca 520 puede accionarse automáticamente durante el período de puesta en marcha.During a start-up period, such as within about 2 seconds or less from the start of a wind turbine or other generating device, lever module 520 may operate without a power source from arc drive circuit 506. In this regard, lever module 520 cannot be actuated by an alarm signal from arc flash detection system 64 since such system is generally not available for operation during a start-up period. In this way, the lever module 520 can be actuated automatically during the start-up period.

Ahora se hace referencia a la Figura 25, que es un diagrama de bloques esquemático que ilustra un módulo de palanca como se describe brevemente anteriormente con respecto a la Figura 24, según algunas realizaciones de la presente invención. El módulo de palanca 520 puede incluir dos tiristores TH1, TH2 que están conectados en antiparalelo entre sí y en serie con un inductor L. Como se usa en la presente memoria, el término "antiparalelo" puede referirse a una configuración en la que los componentes están conectados en paralelo entre sí, pero en una disposición complementaria entre sí. Por ejemplo, un terminal de ánodo de un primer componente puede conectarse a un terminal de cátodo de un segundo componente mientras que el terminal de cátodo del primer componente está conectado al terminal de ánodo del segundo componente. En algunas realizaciones, una resistencia R y un condensador C pueden conectarse en serie entre sí y en paralelo con los tiristores TH1, TH2. El módulo de palanca 520 puede incluir además el circuito de accionamiento de palanca 530 que está configurado para proporcionar una función de accionamiento automático dentro del módulo de palanca 520. Durante un período de puesta en marcha, el circuito de accionamiento de palanca 530 puede ser alimentado por la corriente recibida del sensor de corriente 505. Por ejemplo, el módulo de palanca 520 puede accionarse automáticamente una vez que la corriente a través de la línea de fase está por encima del umbral de corriente (Ith) durante un período de más de 2 ms. En tales casos, solo el módulo de palanca 520 que está conectado a la línea de fase correspondiente puede accionarse.Reference is now made to Figure 25, which is a schematic block diagram illustrating a lever module as briefly described above with respect to Figure 24, in accordance with some embodiments of the present invention. Lever module 520 may include two thyristors TH1, TH2 that are connected antiparallel to each other and in series with an inductor L. As used herein, the term "antiparallel" may refer to a configuration in which the components they are connected in parallel with each other, but in a complementary arrangement with each other. For example, an anode terminal of a first component may be connected to a cathode terminal of a second component while the cathode terminal of the first component is connected to the anode terminal of the second component. In some embodiments, a resistor R and a capacitor C may be connected in series with each other and in parallel with thyristors TH1, TH2. Lever module 520 may further include lever actuation circuit 530 that is configured to provide an automatic actuation function within lever module 520. During a start-up period, lever actuation circuit 530 may be powered by current received from current sensor 505. For example, toggle module 520 can be actuated automatically once the current through the phase line is above the current threshold (I th ) for a period of more than 2ms In such cases, only lever module 520 that is connected to the corresponding phase line can be actuated.

Se hace ahora una breve referencia a la Figura 27, que es un gráfico que ilustra los valores de voltaje y corriente durante una condición de fallo según algunas realizaciones de la presente invención. Continuando con el ejemplo anterior, en el tiempo t1 una corriente de fallo I alcanza la corriente de umbral Ith. En el tiempo t2, en respuesta a la corriente de fallo I que excede la corriente de umbral Ith durante un período de tiempo específico, el módulo de palanca 520 comienza a conducir la corriente de fallo reduciendo así el voltaje para la porción restante de ese ciclo en el tiempo t3 a aproximadamente cero voltios. Si el fallo persiste durante la segunda mitad del ciclo, entonces el módulo de palanca 520 conduce de nuevo la corriente de fallo reduciendo así el voltaje para la porción restante de ese ciclo. Brief reference is now made to Figure 27, which is a graph illustrating voltage and current values during a fault condition in accordance with some embodiments of the present invention. Continuing with the previous example, at time t1 a fault current I reaches the threshold current I th . At time t2, in response to the fault current I exceeding the threshold current I th for a specified period of time, the lever module 520 begins to conduct the fault current thereby reducing the voltage for the remaining portion of that current. cycle at time t3 to approximately zero volts. If the fault persists during the second half of the cycle, then lever module 520 again conducts the fault current thus reducing the voltage for the remaining portion of that cycle.

En referencia a la Figura 25, Algunas realizaciones prevén que cada vez que el módulo de palanca 520 se acciona una señal de accionamiento se proporcionará al circuito de accionamiento de arco eléctrico 506. En algunas realizaciones, el tiempo de respuesta del módulo de palanca 520, desde el momento en que se detecta la sobrecorriente, puede ser inferior a aproximadamente 1 ms. En algunas realizaciones, el tiempo de respuesta puede ser inferior a aproximadamente 500 gs. Algunas realizaciones prevén que el tiempo de respuesta puede ser de aproximadamente 300 gs.Referring to Figure 25, some embodiments envision that each time the toggle module 520 is actuated a drive signal will be provided to the arc flash drive circuit 506. In some embodiments, the response time of the toggle module 520, from the time the overcurrent is detected, it can be less than about 1ms. In some embodiments, the response time may be less than about 500 gs. Some embodiments envision that the response time may be about 300 gs.

Ahora se hace referencia a la Figura 26, que es un diagrama de bloques esquemático que ilustra un circuito de accionamiento de palanca del módulo de palanca como se describe brevemente anteriormente con respecto a la Figura 25, según algunas realizaciones de la presente invención. El circuito de accionamiento de palanca 530 puede recibir una señal de corriente del sensor de corriente 505 en uno o más transformadores elevadores 510, 512. Dado que la señal de corriente y la salida de los transformadores elevadores 510, 512 puede ser una señal de corriente alterna (CA), las salidas de los transformadores elevadores 510, 512 puede ser recibida por rectificadores 520, 522, respectivamente. Los rectificadores 520, 522 pueden generar señales de corriente continua (CC) que corresponden a la señal de corriente del sensor de corriente 505.Reference is now made to Figure 26, which is a schematic block diagram illustrating a lever actuation circuit of the lever module as briefly described above with respect to Figure 25, in accordance with some embodiments of the present invention. Lever drive circuit 530 may receive a current signal from current sensor 505 at one or more step-up transformers 510, 512. Since the current signal and the output of step-up transformers 510, 512 may be a current signal (AC), the outputs of step-up transformers 510, 512 may be received by rectifiers 520, 522, respectively. Rectifiers 520, 522 can generate direct current (DC) signals that correspond to the current signal from current sensor 505.

El circuito de accionamiento de palanca 530 puede incluir también generadores de señales de referencia variables 530, 532 que proporcionan señales de referencia correspondientes al valor seleccionado de Ith. Los comparadores 540, 542 pueden configurarse para recibir las señales de CC de los rectificadores 520, 522, respectivamente y señales de referencia de los generadores de referencia variable 532, 530. En respuesta a una de las señales de CC del rectificador que exceden la señal de referencia, el estado de salida del comparador cambia de alto a bajo, o viceversa. El circuito de accionamiento de palanca 530 puede incluir circuitos de retardo 550, 552 que están configurados para recibir señales de salida de los comparadores 540, 542. En respuesta a la recepción de una salida modificada de los comparadores 540, 542, la salida de los circuitos de retardo 550, 552 cambiará después de un tiempo de retardo determinado. Al proporcionar el retardo de tiempo, se puede prevenir y/o reducir un falso accionamiento de los tiristores. La salida de los circuitos de retardo 550, 552 puede proporcionar señales de accionamiento de tiristores a través de diodos 588, 582 que hacen que los tiristores correspondientes se enciendan en un estado conductor. Lever drive circuit 530 may also include variable reference signal generators 530, 532 that provide reference signals corresponding to the selected value of I th . Comparators 540, 542 may be configured to receive DC signals from rectifiers 520, 522, respectively, and reference signals from variable reference generators 532, 530. In response to one of the rectifier DC signals exceeding signal reference, the output state of the comparator changes from high to low, or vice versa. Lever actuation circuit 530 may include delay circuits 550, 552 that are configured to receive output signals from comparators 540, 542. In response to receiving a modified output from comparators 540, 542, the output of comparators delay circuits 550, 552 will switch after a given delay time. By providing the time delay, false triggering of the thyristors can be prevented and/or reduced. The output of the delay circuits 550, 552 may provide thyristor drive signals through diodes 588, 582 which cause the corresponding thyristors to turn on in a conducting state.

En algunas realizaciones, los circuitos de retardo 550, 552 pueden proporcionar diferentes señales de voltaje de referencia entre sí. Por ejemplo, el circuito de retardo 550 puede proporcionar un voltaje positivo en relación con la línea neutra para accionar el tiristor TH1. Del mismo modo, el circuito de retardo 552 puede proporcionar un voltaje positivo en relación con el terminal inferior del inductor Lth.In some embodiments, the delay circuits 550, 552 may provide different reference voltage signals from each other. For example, delay circuit 550 may provide a positive voltage relative to the neutral line to drive thyristor TH1. Similarly, the delay circuit 552 can provide a positive voltage relative to the lower terminal of the inductor L th .

Mientras que lo anterior describe la operación de activación automática del circuito de activación de palanca 530 durante un período de puesta en marcha, una vez que el período de puesta en marcha finaliza el funcionamiento normal del módulo de palanca 520 responde al circuito de accionamiento de arco eléctrico 506. El circuito de accionamiento de palanca 530 puede recibir un voltaje de control Vcc y tierra en convertidores de CC-CC 570, 572. En algunas realizaciones, un primer convertidor de CC-CC 572 puede proporcionar un voltaje de CC que sea capaz de accionar el primer tiristor TH1 y un segundo convertidor DC-DC 570 puede proporcionar un voltaje de CC que sea capaz de accionar el segundo tiristor TH2. El circuito de accionamiento de palanca 530 puede recibir también una señal de detección de arco eléctrico en un controlador 580. En respuesta, el conductor 580 puede energizar interruptores ópticos 560 y 562, haciendo que los voltajes de CC se apliquen a los tiristores TH1, TH2 a través de diodos 584, 588.While the foregoing describes the automatic activation operation of the toggle drive circuit 530 during a start-up period, once the start-up period ends the normal operation of the toggle module 520 responds to the arc drive circuit. 506. Lever drive circuit 530 may receive a control voltage Vcc and ground in DC-DC converters 570, 572. In some embodiments, a first DC-DC converter 572 may provide a DC voltage that is capable of of driving the first thyristor TH1 and a second DC-DC converter 570 can provide a DC voltage that is capable of driving the second thyristor TH2. Lever drive circuit 530 may also receive an arc-flash detection signal at controller 580. In response, driver 580 may energize optical switches 560 and 562, causing DC voltages to be applied to thyristors TH1, TH2. through diodes 584, 588.

Ahora se hace referencia a la Figura 28, que es un diagrama de bloques esquemático que ilustra un circuito de accionamiento de arco eléctrico del módulo de palanca como se describe brevemente anteriormente con respecto a la Figura 24, según algunas realizaciones de la presente invención. El circuito de accionamiento de arco eléctrico 506 puede recibir una tierra y un voltaje de funcionamiento Vcc, tal como, por ejemplo, 24 V DC. Un circuito de cierre 546 puede recibir y bloquear un estado de alerta de una señal de arco eléctrico recibida de un sistema de detección de arco eléctrico 64. Algunas realizaciones prevén que el circuito de accionamiento de arco eléctrico 506 incluye una pluralidad de accionamientos de salida 544 que se puede utilizar para proporcionar una señal de accionamiento a uno o más disyuntores y/o alarmas.Reference is now made to Figure 28, which is a schematic block diagram illustrating a lever module arc drive circuit as briefly described above with respect to Figure 24, in accordance with some embodiments of the present invention. The arc drive circuit 506 may be supplied with a ground and an operating voltage Vcc, such as, for example, 24 V DC. A latch circuit 546 may receive and latch an arc-flash signal alert condition received from an arc-flash detection system 64. Some embodiments provide that the arc-flash drive circuit 506 includes a plurality of output drives 544. which can be used to provide a drive signal to one or more circuit breakers and/or alarms.

En algunas realizaciones, el circuito de accionamiento de arco eléctrico 506 incluye una matriz 548 que está configurada para recibir una entrada digital discreta de un selector de umbral 510 y generar un valor de umbral actual basado en el valor de la señal de entrada digital recibida. Algunas realizaciones prevén que el selector de umbral 510 puede ser un interruptor giratorio que proporciona una señal digital discreta, tal como una señal binaria de dos bits. En tales realizaciones, diferentes salidas del selector de umbral 510 pueden ser 00, 01,10 y 11. En algunas realizaciones, el 00 puede corresponder a un valor de corriente de umbral predeterminado que se usa en la operación de accionamiento automático del módulo de palanca. 520. De esta manera, la ausencia de una señal durante un período de inicio puede corresponder al valor binario 00. A modo de ejemplo, los valores de umbral de corriente correspondientes a las diferentes señales binarias pueden incluir 6,3 kA, 500A, 8kA y 10kA.In some embodiments, the arc flash drive circuit 506 includes an array 548 that is configured to receive a discrete digital input from a threshold selector 510 and generate a current threshold value based on the value of the received digital input signal. Some embodiments envision that threshold selector 510 may be a rotary switch that provides a discrete digital signal, such as a two-bit binary signal. In such embodiments, different threshold selector 510 outputs may be 00, 01, 10, and 11. In some embodiments, 00 may correspond to a predetermined threshold current value that is used in the automatic drive operation of the toggle module. . 520. In this way, the absence of a signal during a starting period can correspond to the binary value 00. As an example, the current threshold values corresponding to the different binary signals can include 6.3kA, 500A, 8kA and 10kA.

El circuito de accionamiento de arco eléctrico 506 puede proporcionar un voltaje fiable (Vcc) a los tres módulos de palanca 520 después de los primeros 2 segundos desde el inicio y puede transferir la señal de alarma del sistema de detección de arco eléctrico 64 a los tres módulos de palanca 520 sin introducir ningún retraso después de los primeros 2 segundos desde la puesta en marcha.The arc flash drive circuit 506 can provide a reliable voltage (V cc ) to the three toggle modules 520 after the first 2 seconds from the start and can transfer the alarm signal of the arc flash detection system 64 to the three lever modules 520 without introducing any delay after the first 2 seconds from power up.

En algunas realizaciones de ejemplo, el módulo de palanca 520 puede accionarse cuando la corriente a través de la línea eléctrica está por encima de Ith pico durante un período de más de 2 ms. En ese caso, solo el módulo de palanca 520 que está conectado a la línea de energía correspondiente se acciona automáticamente cada vez que la corriente sube por encima de Ith. En algunas realizaciones, el tiempo de respuesta del módulo de palanca 520 una vez accionado es de alrededor de 300 ps.In some example embodiments, toggle module 520 may be actuated when the current through the power line is above I th peak for a period of more than 2 ms. In that case, only the toggle module 520 that is connected to the corresponding power line is automatically actuated whenever the current rises above I th . In some embodiments, the response time of lever module 520 once actuated is around 300 ps.

Algunas realizaciones prevén que el módulo de palanca 520 también se puede accionar cuando hay una señal de alarma del sistema de detección de arco eléctrico 64. En ese caso, los tres módulos de palanca 520 se accionan hasta que el disyuntor principal 68 se activa. Algunas realizaciones prevén que el tiempo de respuesta del módulo de palanca 520 una vez que se acciona, es inferior a 2 ms y normalmente puede rondar los 300 ps. A continuación, el módulo de palanca 520 estará en accionamiento continuo durante un período de 100 ms. Some embodiments envision that toggle module 520 can also be actuated when there is an alarm signal from arc flash detection system 64. In that case, all three toggle modules 520 are actuated until main circuit breaker 68 is activated. Some embodiments envision that the response time of the toggle module 520 once actuated is less than 2 ms and can typically be around 300 ps. Thereafter, toggle module 520 will be in continuous drive for a period of 100 ms.

Algunas realizaciones prevén que un sistema de protección contra sobrecargas y arcos eléctricos puede incluir un módulo de palanca como un interruptor electrónico que está conectado en serie con un absorbedor de energía. En tales aplicaciones, hay TOV (sobretensiones) en el sistema que podrían dañar el equipo. En este sentido, una solución para dirigir parte de la energía a un dispositivo que la absorba puede resultar ventajosa. Algunas realizaciones incluyen un absorbedor de energía que puede estar basado en múltiples varistores de óxido metálico (MOV) que están conectados en paralelo para absorber el evento TOV. Por ejemplo, el voltaje se puede fijar durante tal evento encendiendo los MOV para conducir algo de corriente cuando aumenta el voltaje.Some embodiments envision that an arc flash and overload protection system may include a toggle module such as an electronic switch that is connected in series with an energy absorber. In such applications, there are TOVs (surges) in the system that could damage the equipment. In this sense, a solution to direct part of the energy to a device that absorbs it can be advantageous. Some embodiments include an energy absorber that may be based on multiple metal oxide varistors (MOVs) that are connected in parallel to absorb the TOV event. For example, the voltage can be fixed during such an event by turning on the MOVs to conduct some current when the voltage increases.

Por ejemplo, para un sistema de 240 V, el voltaje máximo es 336 V. El uso de un MOV con un voltaje de funcionamiento continuo máximo (MCOV) de 250 VCA lo más cercano posible al voltaje nominal puede usarse de manera que durante condiciones normales el MOV no conduzca ninguna corriente. El MOV puede conducir una corriente de fuga muy pequeña (~ 1 mA) a 336 V. Sin embargo, a medida que aumenta el voltaje, el MOV puede comenzar a conducir mucho en un esfuerzo por limitar el voltaje. En este caso, el voltaje no puede exceder el valor de 1000V máximo.For example, for a 240 V system, the maximum voltage is 336 V. Using a MOV with a maximum continuous operating voltage (MCOV) of 250 VAC as close to the rated voltage as possible can be used such that during normal conditions the MOV does not conduct any current. The MOV can conduct a very small leakage current (~1mA) at 336V. However, as the voltage increases, the MOV can start to conduct a lot in an effort to limit the voltage. In this case, the voltage cannot exceed the value of 1000V maximum.

Sin embargo, hay sistemas de energía que pueden necesitar protección a niveles de voltaje mucho más bajos, por ejemplo, 700 V en lugar de 1000 V. En tales casos, para reducir el nivel de protección, se pueden utilizar MOV con un MCOV más bajo, es decir, discos MOV más delgados. Por ejemplo, el m Ov puede tener un MCOV de 150 VCA en lugar de 250 VCA. En tales casos, en funcionamiento normal, el MOV puede conducir una corriente significativa (por encima de unos pocos amperios) que lo forzará a fallar dentro de un período de tiempo limitado (dependiendo del nivel exacto de la corriente conducida). A este respecto, se puede usar un absorbedor de energía con un MOV que tenga un MCOV de 150 VCA en serie entre sí.However, there are power systems that may need protection at much lower voltage levels, for example 700 V instead of 1000 V. In such cases, to reduce the level of protection, MOVs with a lower MCOV can be used. ie thinner MOV discs. For example, the mOv may have an MCOV of 150 VAC instead of 250 VAC. In such cases, in normal operation, the MOV can carry a significant current (above a few amps) that will force it to fail within a limited period of time (depending on the exact level of current carried). In this regard, an energy absorber can be used with a MOV having an MCOV of 150 VAC in series with each other.

Por ejemplo, ahora se hace referencia a la Figura 29, que es un diagrama de bloques esquemático que ilustra un sistema de protección contra sobrecargas utilizado en la protección de equipos según algunas realizaciones de la presente invención. Como se ilustra, el sistema de protección de arco eléctrico, sobretensión, sobrecorriente y sobrecarga 600 puede incluir un dispositivo de palanca 602 que está conectado entre las diferentes líneas de fase L1, L2, L3. El dispositivo de palanca 602 puede conectarse en serie con varios MOV 605 que están conectados a los respectivos de la pluralidad de líneas de fase L1, L2, L3.For example, reference is now made to Figure 29, which is a schematic block diagram illustrating an overload protection system used in equipment protection in accordance with some embodiments of the present invention. As illustrated, the arc flash, overvoltage, overcurrent, and overload protection system 600 may include a toggle device 602 that is connected between the different phase lines L1, L2, L3. Lever device 602 can be connected in series with several MOVs 605 that are connected to respective ones of the plurality of phase lines L1, L2, L3.

El dispositivo de palanca 602 puede funcionar como un interruptor que conectará los MOV 605 que funcionan como absorbentes de energía para las líneas de fase solo cuando el voltaje excede un umbral dado. En algunas realizaciones, el umbral dado es de aproximadamente 600 V, sin embargo, este es simplemente un ejemplo no limitativo. Los MOV 605 pueden conducir tanta corriente como sea necesario para mantener el voltaje por debajo de 700 V. A modo de ejemplo, basado en la curva voltaje-corriente de un MOV de 150 VCA, a 700 V, el m Ov 605 puede conducir 10KA de corriente, que excede la corriente que puede producir el TOV. Como tal, las líneas de fase L1, L2, L3 no pueden alcanzar el nivel de 700V.The toggle device 602 can function as a switch that will connect the MOVs 605 which function as energy absorbers for the phase lines only when the voltage exceeds a given threshold. In some embodiments, the given threshold is approximately 600 V, however this is simply a non-limiting example. 605 MOVs can drive as much current as is needed to keep the voltage below 700V. As an example, based on the voltage-current curve of a 150VAC MOV, at 700V the 605m Ov can drive 10KA of current, which exceeds the current that the TOV can produce. As such, the phase lines L1, L2, L3 cannot reach the 700V level.

Además, cuando el voltaje del sistema sinusoidal disminuye para cruzar el nivel cero, la impedancia del MOV aumentará y limitará la corriente a través del tiristor en el módulo de palanca 602. A continuación, cuando la corriente a través del tiristor en el dispositivo de palanca 602 baja de 200 mA, el tiristor desconectará el absorbedor de energía del sistema. Esto puede ocurrir tan pronto como el voltaje del sistema caiga por debajo del máximo de 280V aproximadamente.Also, when the sinusoidal system voltage decreases to cross the zero level, the impedance of the MOV will increase and limit the current through the thyristor in the crowbar module 602. Next, when the current through the thyristor in the crowbar 602 drops below 200 mA, the thyristor will disconnect the energy absorber from the system. This can occur as soon as the system voltage drops below the maximum of approximately 280V.

Se hace ahora una breve referencia a la Figura 30, que es un diagrama de bloques esquemático que ilustra un dispositivo de palanca como se describe brevemente anteriormente con respecto a la Figura 29, según algunas realizaciones de la presente invención. El dispositivo de palanca 602 puede incluir una pluralidad de tiristores TH1, TH2, TH3 que están conectados entre los diferentes pares de la pluralidad de líneas de fase L1, L2, L3. Un circuito de activación del dispositivo de palanca 630 puede incluir un circuito de rectificación 632 que recibe corriente alterna trifásica de la pluralidad de líneas de fase L1, L2, L3 y genera una señal de CC correspondiente. El circuito de accionamiento del dispositivo de palanca 630 puede incluir un comparador 634 que recibe la señal de CC y un voltaje de referencia Vr y compara las dos señales. Si la señal de CC excede el voltaje de referencia Vr, entonces el comparador 634 genera una salida a una pluralidad de controladores de activación 636 que están configurados para disparar los tiristores en un modo de conducción en respuesta a los mismos. Una vez que la señal de CC cae por debajo del voltaje de referencia Vr, entonces la salida del comparador 634 cambia de estado y los controladores de accionamiento 636 apagan los tiristores.Brief reference is now made to Figure 30, which is a schematic block diagram illustrating a lever device as briefly described above with respect to Figure 29, according to some embodiments of the present invention. Lever device 602 may include a plurality of thyristors TH1, TH2, TH3 that are connected between different pairs of the plurality of phase lines L1, L2, L3. A toggle drive circuit 630 may include a rectifying circuit 632 that receives three-phase alternating current from the plurality of phase lines L1, L2, L3 and generates a corresponding DC signal. Lever drive circuit 630 may include a comparator 634 which receives the DC signal and a reference voltage Vr and compares the two signals. If the DC signal exceeds the reference voltage Vr, then the comparator 634 generates an output to a plurality of drive controllers 636 that are configured to fire the thyristors into a conducting mode in response thereto. Once the DC signal drops below the reference voltage Vr, then the comparator 634 output changes state and the 636 drive controllers turn off the thyristors.

Ahora se hace referencia a la Figura 31, que es un diagrama de bloques esquemático que ilustra un sistema de protección contra sobretensiones 60 utilizado en equipos de protección según algunas realizaciones de la presente invención. En lugar de la conexión línea a línea descrita anteriormente con respecto a las Figuras 29 y 30, el sistema de protección contra arco eléctrico, sobretensión, sobrecorriente y sobrecarga puede incluir un dispositivo de palanca 700 que incluye MOV 705 que están conectados en serie con módulos de palanca 720 de cada línea de fase L1, L2, L3 a neutra N. Dado que cada línea de fase incluye un MOV independiente 705/palanca 720 combinación de módulos, entonces se puede abordar un fallo en una línea de fase individual sin accionar la combinación del MOV 705/módulo de palanca 720 de las otras líneas de fase. Se hace ahora una breve referencia a la Figura 32, que es un diagrama de bloques esquemático que ilustra un módulo de palanca como se describe brevemente anteriormente con respecto a la Figura 31, según algunas realizaciones de la presente invención. Un circuito de accionamiento del dispositivo de palanca 730 puede incluir un circuito de rectificación 732 que recibe una corriente de fase CA de una línea de fase correspondiente y genera una señal de CC correspondiente. El circuito de accionamiento del dispositivo de palanca 730 puede incluir un comparador 734 que recibe la señal de CC y una señal de voltaje de referencia Vr y compara las dos señales recibidas. Si la señal de CC excede el voltaje de referencia Vr, entonces el comparador 734 genera una salida a un controlador de accionamiento 736 que activa entonces un aislador óptico 738. La salida del aislador óptico 738 está configurado para accionar los tiristores TH1, TH2 en un modo de conducción en respuesta a ello. Una vez que la señal de CC cae por debajo del voltaje de referencia Vr, entonces la salida del comparador 734 cambia de estado y el controlador de accionamiento 736 apaga los tiristores TH1, TH2.Reference is now made to Figure 31, which is a schematic block diagram illustrating a surge protection system 60 used in protective equipment according to some embodiments of the present invention. Instead of the line-to-line connection described above with respect to Figures 29 and 30, the arc flash, overvoltage, overcurrent, and overload protection system may include a toggle device 700 that includes MOVs 705 that are connected in series with modules. each phase line L1, L2, L3 to neutral N. Since each phase line includes a separate MOV 705/toggle 720 module combination, then a fault on an individual phase line can be addressed without actuating the combination of the MOV 705/lever module 720 of the other phase lines. Brief reference is now made to Figure 32, which is a schematic block diagram illustrating a lever module as briefly described above with respect to Figure 31, in accordance with some embodiments of the present invention. A lever device actuation circuit 730 may include a rectification circuit 732 which receives an AC phase current from a phase line and generates a corresponding DC signal. Lever drive circuit 730 may include a comparator 734 which receives the DC signal and a reference voltage signal Vr and compares the two received signals. If the DC signal exceeds the reference voltage Vr, then comparator 734 generates an output to a drive controller 736 which then drives an opto-isolator 738. The output of opto-isolator 738 is configured to drive thyristors TH1, TH2 in a driving mode in response to it. Once the DC signal drops below the reference voltage Vr, then the output of comparator 734 changes state and drive controller 736 turns off thyristors TH1, TH2.

Con referencia a las Figuras 33-35, un sistema de palanca 800 según otras realizaciones de la invención se muestra en el mismo. El sistema de palanca 800 incluye un dispositivo de palanca 802 (correspondiente al dispositivo de palanca 502 de la Figura 24), una unidad de circuito de interfaz de accionamiento y alarma 806 (correspondiente al circuito de accionamiento 506 de la Figura 24) y un selector de umbral remoto 807 (correspondiente al selector de umbral 510 de la Figura 24).Referring to Figures 33-35, a lever system 800 according to other embodiments of the invention is shown therein. Lever system 800 includes lever device 802 (corresponding to lever device 502 in Figure 24), drive and alarm interface circuit unit 806 (corresponding to drive circuit 506 in Figure 24), and selector. remote threshold selector 807 (corresponding to threshold selector 510 of FIG. 24).

Con referencia a la Figura 33, el dispositivo de palanca 800 incluye tres módulos de palanca 810, tres SPD 804, un conductor neutro NB, conductores de línea L1B, L2B, L3B, y tres sensores de corriente 805. El dispositivo de palanca 800 incluye además una carcasa de dispositivo de palanca 860 (mostrada en líneas discontinuas) dentro del cual los módulos de palanca 810, SPD 804, conductores NB, L1B, L2B, L3B, y sensores de corriente 805 están montados, dispuestos y revestidos.Referring to Figure 33, toggle device 800 includes three toggle modules 810, three SPDs 804, a neutral conductor NB, line conductors L1B, L2B, L3B, and three current sensors 805. Toggle device 800 includes furthermore a lever device housing 860 (shown in broken lines) within which the lever modules 810, SPD 804, conductors NB, L1B, L2B, L3B, and current sensors 805 are mounted, arranged and encased.

En algunas realizaciones, la unidad de circuito de interfaz de accionamiento y alarma 806 y el interruptor selector remoto 807 están ubicados fuera de la carcasa del dispositivo de palanca 860. Por ejemplo, la unidad de circuito de interfaz de accionamiento y alarma 806 puede estar ubicado en otro lugar de un gabinete de servicio eléctrico que contenga el dispositivo de palanca 802 y las líneas L1, L2, L3 de modo que la unidad de circuito de interfaz de accionamiento y alarma 806 está mejor posicionado para el acceso del operador o para detectar actividad en el gabinete. El interruptor selector remoto 807 puede estar ubicado a una distancia sustancial (por ejemplo, al menos 20 pies) del dispositivo de palanca 802. Por ejemplo, el dispositivo de palanca 802 puede estar ubicado muy por encima del suelo en una torre mientras que el interruptor selector remoto 807 está montado cerca del nivel del suelo para permitir un acceso conveniente por parte de un operario.In some embodiments, the drive and alarm interface circuit unit 806 and remote selector switch 807 are located outside the toggle housing 860. For example, the drive and alarm interface circuit unit 806 may be located elsewhere in an electrical service cabinet containing toggle device 802 and lines L1, L2, L3 so that actuation and alarm interface circuit unit 806 is better positioned for operator access or to detect activity in the cabinet. Remote selector switch 807 may be located a substantial distance (eg, at least 20 feet) from toggle device 802. For example, toggle device 802 may be located high above the ground on a tower while the switch 807 remote selector is mounted near ground level to allow convenient access by an operator.

Los módulos de palanca 810 corresponden a los módulos de palanca 520 de la Figura 24. Cada uno de los módulos de palanca 810 está acoplado eléctrica y mecánicamente al conductor neutro NB (correspondiente a la línea neutra N) y uno de los conductores de línea respectivos L1B, L2B, L3B (correspondiente a las líneas L1, L2, L3).Lever modules 810 correspond to lever modules 520 in Figure 24. Each of the lever modules 810 is electrically and mechanically coupled to the neutral conductor NB (corresponding to the neutral line N) and one of the respective line conductors L1B, L2B, L3B (corresponding to lines L1, L2, L3).

Un SPD respectivo 804 (correspondiente a los SPD 104 de la Figura 24; por ejemplo, un SPD basado en MOV) se monta entre el conductor de línea asociado y lo conecta eléctricamente L1B, l 2b , L3B y el conductor neutro NB en paralelo al módulo de palanca asociado 810.A respective SPD 804 (corresponding to SPDs 104 in Figure 24; for example, a MOV-based SPD) is mounted between the associated line conductor and electrically connects it L1B, l2b, L3B and the neutral conductor NB in parallel to the associated lever module 810.

Los sensores de corriente 805 corresponden a los sensores de corriente 505. Cada uno de los sensores de corriente 805 está montado operativamente en uno de los conductores de línea respectivos L1B, L2B, L3B y tiene un cable de señal de salida 805A conectado al módulo de palanca asociado 810.Current sensors 805 correspond to current sensors 505. Each of the current sensors 805 is operatively mounted on one of the respective line conductors L1B, L2B, L3B and has an output signal cable 805A connected to the output module. associated lever 810.

Cada módulo de palanca 810 también está conectado eléctricamente mediante un cable eléctrico 806A a la unidad de circuito de interfaz de accionamiento y alarma 806. El interruptor selector remoto 807 está a su vez conectado eléctricamente a la unidad de circuito de interfaz 806 por un cable eléctrico 807A.Each toggle module 810 is also electrically connected via an electrical cable 806A to the drive and alarm interface circuit unit 806. The remote selector switch 807 is in turn electrically connected to the interface circuit unit 806 by an electrical cable. 807A.

Los módulos de palanca 810 se pueden construir y operar generalmente como se describe en esta memoria con respecto al módulo de palanca 210, excepto como se describe a continuación. Cada módulo 810 puede incluir un material de relleno correspondiente al material de relleno 218; sin embargo, este material de relleno no se muestra en la Figura 35.Lever modules 810 may be constructed and operated generally as described herein with respect to lever module 210, except as described below. Each module 810 may include a fill material corresponding to fill material 218; however, this fill material is not shown in Figure 35.

Con referencia a las Figuras 34 y 35, el módulo de palanca 810 incluye una carcasa de módulo 811 que define una cámara cerrada 811A. La carcasa del módulo 811 incluye una cubierta exterior 812, una cubierta extraíble o placa trasera 813, y una placa base 815. La cubierta exterior 812 está provista de una apertura lateral trasera 812A. La apertura 812A está cerrada y sellada ambientalmente por una cubierta extraíble o placa trasera 813. La interfaz entre la placa trasera 813 y la cubierta 812 alrededor de la apertura puede ser sellada herméticamente por un sello de goma 813A. En algunas realizaciones, la cámara 811A está sellada herméticamente o sellada contra la humedad.Referring to Figures 34 and 35, the lever module 810 includes a module housing 811 that defines a closed chamber 811A. The module housing 811 includes an outer cover 812, a removable cover or back plate 813, and a base plate 815. The outer cover 812 is provided with a rear side opening 812A. The opening 812A is closed and environmentally sealed by a removable cover or back plate 813. The interface between the back plate 813 and the cover 812 around the opening may be hermetically sealed by a rubber seal 813A. In some embodiments, chamber 811A is hermetically sealed or moisture sealed.

Con referencia a la Figura 35, las unidades de palanca 801, 803 correspondientes a las unidades de palanca 201, 202 y un conjunto de placa de circuito 830 correspondiente al conjunto de la placa de circuito 230 están dispuestos en la cámara 811A entre un conjunto de bobina 820 (correspondiente al conjunto de bobina 220) y una barra colectora de base 814.Referring to Figure 35, lever units 801, 803 corresponding to lever units 201, 202 and a circuit board assembly 830 corresponding to circuit board assembly 230 are arranged in chamber 811A between a set of coil 820 (corresponding to coil assembly 220) and a base bus 814.

El conjunto de la placa de circuito 830 puede incluir un circuito amortiguador correspondiente al circuito amortiguador del conjunto de la placa de circuito 230.Circuit board assembly 830 may include a snubber circuit corresponding to the snubber circuit of circuit board assembly 230.

Un conjunto de placa de circuito interno 833 está asegurado a la placa trasera 813 en la cámara 811A. El conjunto de la placa de circuito interno 833 puede incluir el circuito de accionamiento automático de palanca 530 del módulo de palanca 520 de las Figuras 25 y 26. Ventajosamente, colocar el circuito de accionamiento 530 en la carcasa del módulo de palanca 811 muy cerca de los tiristores TH1, TH2 puede reducir o prevenir el ruido inducido en los cables que de otro modo podrían accionar los tiristores TH1, TH2 accidentalmente.An internal circuit board assembly 833 is secured to back plate 813 in chamber 811A. The internal circuit board assembly 833 may include the automatic lever actuation circuit 530 of the control module. Lever 520 of Figures 25 and 26. Advantageously, placing drive circuit 530 in lever module housing 811 in close proximity to thyristors TH1, TH2 can reduce or prevent noise induced in the leads that might otherwise drive the thyristors. thyristors TH1, TH2 accidentally.

Un conector eléctrico 813B está montado en la placa trasera 813 para conectar eléctricamente los cables 805A, 806A al conjunto de la placa de circuito 830, el conjunto de la placa de circuito 833, y los tiristores de las unidades de palanca 801,803. El conector eléctrico 813B puede estar sellado ambientalmente.An electrical connector 813B is mounted on back plate 813 to electrically connect leads 805A, 806A to circuit board assembly 830, circuit board assembly 833, and lever unit thyristors 801,803. The 813B electrical connector may be environmentally sealed.

Se pueden usar varios aspectos inventivos como se describe en la presente memoria independientemente unos de otros. Por ejemplo, una unidad de palanca 201 incluyendo un pasamuros 280 como se describe se puede utilizar sin el montaje unitario de la unidad de palanca 201 con una bobina, barras colectoras, un circuito amortiguador u otra unidad de palanca. Various inventive aspects as described herein may be used independently of one another. For example, a lever unit 201 including a grommet 280 as described can be used without unitarily mounting the lever unit 201 with a coil, busbars, a damper circuit, or another lever unit.

Claims (18)

REIVINDICACIONES 1. Un dispositivo de protección de circuito que comprende:1. A circuit protection device comprising: un sistema de protección de arco eléctrico, sobretensión, sobrecorriente y sobrecarga (100) que está conectado entre una pluralidad de líneas de fase (L1, L2, L3) y una línea neutra (N) que se encuentran entre una línea de suministro de energía entrante y un panel de carga eléctrica (62) en un equipo eléctrico, o que esté conectado entre la pluralidad de líneas de fase (L1, L2, L3);an electric arc, overvoltage, overcurrent and overload protection system (100) that is connected between a plurality of phase lines (L1, L2, L3) and a neutral line (N) that are located between a power supply line input and an electrical load panel (62) in an electrical equipment, or that is connected between the plurality of phase lines (L1, L2, L3); donde:where: a) el sistema de protección contra arco eléctrico, sobretensión, sobrecorriente y sobrecarga comprende:a) the protection system against electric arc, overvoltage, overcurrent and overload includes: un dispositivo de palanca (102) que está acoplado a la pluralidad de líneas de fase (L1, L2, L3) y a la línea neutra (N) y está configurado para evitar una condición de sobretensión generando a través de al menos un tiristor una ruta de corriente de baja resistencia de la pluralidad de líneas de fase a la línea neutra;a lever device (102) that is coupled to the plurality of phase lines (L1, L2, L3) and to the neutral line (N) and is configured to avoid an overvoltage condition by generating through at least one thyristor a path low resistance current from the plurality of phase lines to the neutral line; una pluralidad de dispositivos de protección contra sobrecargas (104) que están conectados a la pluralidad de líneas de fase y a la línea neutra y que están configurados para proteger el equipo durante una condición de sobretensión conduciendo una cantidad limitada de corriente que corresponde a la condición de sobretensión; ya plurality of surge protection devices (104) that are connected to the plurality of phase lines and to the neutral line and that are configured to protect the equipment during an overvoltage condition by conducting a limited amount of current corresponding to the overvoltage condition overvoltage; Y un circuito de accionamiento de palanca (106) que está configurado para hacer que el dispositivo de palanca se encienda y proporcione la ruta de corriente de baja resistencia desde una de la pluralidad de líneas de fase a la línea neutra; oa toggle drive circuit (106) that is configured to cause the toggle device to turn on and provide the low resistance current path from one of the plurality of phase lines to the neutral line; or b) el sistema de protección contra arco eléctrico, sobretensión, sobrecorriente y sobrecarga comprende:b) the protection system against electric arc, overvoltage, overcurrent and overload includes: un dispositivo de palanca que está acoplado a y entre la pluralidad de líneas de fase (L1, L2, L3) y está configurado para evitar una condición de sobretensión generando selectivamente a través de al menos un tiristor una ruta de corriente de baja resistencia entre la pluralidad de líneas de fase;a toggle device that is coupled to and between the plurality of phase lines (L1, L2, L3) and is configured to prevent an overvoltage condition by selectively generating through at least one thyristor a low-resistance current path between the plurality of phase lines; una pluralidad de dispositivos de protección contra sobrecargas que están conectados a y entre la pluralidad de líneas de fase y que están configurados para proteger el equipo durante una condición de sobretensión conduciendo una cantidad limitada de corriente que corresponde a la condición de sobretensión; ya plurality of surge protection devices that are connected to and between the plurality of phase lines and that are configured to protect the equipment during an overvoltage condition by conducting a limited amount of current corresponding to the overvoltage condition; Y un circuito de accionamiento de palanca que está configurado para hacer que el dispositivo de palanca se encienda y proporcione la ruta de corriente de baja resistencia entre la pluralidad de líneas de fase; ya toggle drive circuit that is configured to cause the toggle device to turn on and provide the low resistance current path between the plurality of phase lines; Y caracterizado por que el circuito de accionamiento de palanca comprende:characterized in that the lever actuation circuit comprises: una pluralidad de circuitos de accionamiento de tiristores (168) que están configurados para generar señales de accionamiento de tiristores que son recibidas por el dispositivo de palanca;a plurality of thyristor drive circuits (168) that are configured to generate thyristor drive signals that are received by the lever device; una fuente de energía y un circuito de retención de voltaje (166) que está configurado para recibir energía eléctrica para el circuito de accionamiento de palanca y para proporcionar energía al circuito de accionamiento de palanca durante un período de tiempo después de que se pierde la energía eléctrica para el circuito de accionamiento de palanca; ya power source and a voltage hold circuit (166) that is configured to receive electrical power for the lever actuation circuit and to provide power to the lever actuation circuit for a period of time after power is lost electrical for lever actuation circuit; Y un circuito de interfaz (164) que está configurado para recibir entradas correspondientes a voltajes de la pluralidad de líneas de fase, flujo de corriente a través de la pluralidad de líneas de fase, una señal de arco eléctrico y/o temperaturas de los respectivos dispositivos de protección contra sobrecargas.an interface circuit (164) that is configured to receive inputs corresponding to voltages from the plurality of phase lines, current flow through the plurality of phase lines, an arc signal, and/or temperatures from respective devices overload protection. 2. El dispositivo según la reivindicación 1, en el que el circuito de accionamiento de palanca comprende además un microcontrolador (162) que está configurado para recibir datos del circuito de interfaz, procesar los datos recibidos y generar y enviar señales de accionamiento a uno o más de la pluralidad de circuitos de accionamiento de tiristores, una señal de alarma a un dispositivo de alerta remota y/o una señal de accionamiento a un disyuntor principal (68).The device according to claim 1, wherein the lever actuation circuit further comprises a microcontroller (162) that is configured to receive data from the interface circuit, process the received data, and generate and send actuation signals to one or more than the plurality of thyristor drive circuits, an alarm signal to a remote warning device and/or a drive signal to a main circuit breaker (68). 3. El dispositivo según la reivindicación 1, en el que el sistema de protección contra arco eléctrico, sobretensión, sobrecorriente y sobrecarga comprende:3. The device according to claim 1, wherein the protection system against electric arc, overvoltage, overcurrent and overload comprises: un dispositivo de palanca (102) que está acoplado a la pluralidad de líneas de fase y a la línea neutra y está configurado para evitar una condición de sobretensión generando una ruta de corriente de baja resistencia desde la pluralidad de líneas de fase a la línea neutra;a toggle device (102) that is coupled to the plurality of phase lines and the neutral line and is configured to prevent an overvoltage condition by generating a low resistance current path from the plurality of phase lines to the neutral line; una pluralidad de dispositivos de protección contra sobrecargas (104) que están conectados a la pluralidad de líneas de fase y a la línea neutra y que están configurados para proteger el equipo durante una condición de sobretensión conduciendo una cantidad limitada de corriente que corresponde a la condición de sobretensión; y a plurality of surge protection devices (104) that are connected to the plurality of phase lines and to the neutral line and that are configured to protect the equipment during an overvoltage condition by conducting a limited amount of current corresponding to the overvoltage condition overvoltage; Y un circuito de accionamiento de palanca (106) que está configurado para hacer que el dispositivo de palanca se encienda y proporcione la ruta de corriente de baja resistencia desde una de la pluralidad de líneas de fase a la línea neutra.a toggle drive circuit (106) that is configured to cause the toggle device to turn on and provide the low resistance current path from one of the plurality of phase lines to the neutral line. 4. El dispositivo según la reivindicación 3, en el que el dispositivo de palanca comprende una pluralidad de módulos de protección contra sobretensiones (120) que están acoplados entre las respectivas líneas de la pluralidad de líneas de fase y la línea neutra.The device according to claim 3, wherein the toggle device comprises a plurality of surge protection modules (120) that are coupled between respective lines of the plurality of phase lines and the neutral line. 5. El dispositivo según la reivindicación 4, en el que uno de la pluralidad de módulos de protección contra sobretensión (120) comprende cada uno:The device according to claim 4, wherein one of the plurality of surge protection modules (120) each comprises: un tiristor bidireccional (TH1, TH3, TH5; Figura 10); ya bidirectional thyristor (TH1, TH3, TH5; Figure 10); Y un inductor (L) que está conectado en serie con el tiristor bidireccional.an inductor (L) that is connected in series with the bidirectional thyristor. 6. El dispositivo según la reivindicación 4, en el que uno de la pluralidad de módulos de protección contra sobretensión (120) comprende cada uno:The device according to claim 4, wherein one of the plurality of surge protection modules (120) each comprises: dos tiristores (TH1, TH2, TH3, TH4, TH5, TH6; Figura 5) que están conectados en antiparalelo entre sí; y un inductor (L) que está conectado en serie con los dos tiristores.two thyristors (TH1, TH2, TH3, TH4, TH5, TH6; Figure 5) that are connected antiparallel to each other; and an inductor (L) that is connected in series with the two thyristors. 7. El dispositivo según la reivindicación 6, en el que los de la pluralidad de módulos de sobretensión comprenden además un circuito amortiguador que está conectado en paralelo con los dos tiristores, en el que el circuito amortiguador comprende una resistencia (R) y un condensador (C) que están conectados en serie entre sí.The device according to claim 6, wherein the ones of the plurality of surge modules further comprise a snubber circuit that is connected in parallel with the two thyristors, wherein the snubber circuit comprises a resistor (R) and a capacitor (C) They are connected in series with each other. 8. El dispositivo según la reivindicación 3, en el que el sistema de protección de arco eléctrico, sobretensión, sobrecorriente y sobrecarga comprende además un sistema de detección de arco eléctrico (64) que está configurado para detectar un arco eléctrico dentro del equipo y para generar y enviar una señal de arco eléctrico al circuito de accionamiento de palanca.The device according to claim 3, wherein the arc flash, overvoltage, overcurrent, and overload protection system further comprises an arc flash detection system (64) that is configured to detect an arc flash within the equipment and to generate and send an electrical arc signal to the lever actuation circuit. 9. El dispositivo según la reivindicación 3, en el que la fuente de energía y el circuito de retención de voltaje (166) comprende:The device according to claim 3, wherein the power source and voltage hold circuit (166) comprises: una pluralidad de convertidores de CC-CC (186) que pueden funcionar cada uno para proporcionar voltajes a uno de la pluralidad de circuitos de accionamiento de tiristores; ya plurality of DC-DC converters (186) each operable to provide voltages to one of the plurality of thyristor drive circuits; Y un circuito de retención (184) que está configurado para mantener un voltaje que se proporciona a la pluralidad de convertidores de CC-CC.a hold circuit (184) that is configured to hold a voltage that is provided to the plurality of DC-DC converters. 10. El dispositivo según la reivindicación 3, en el que el dispositivo de palanca comprende:10. The device according to claim 3, wherein the lever device comprises: una pluralidad de pares de tiristores conectados en antiparalelo que están acoplados entre los respectivos de la pluralidad de líneas de fase y la línea neutra;a plurality of pairs of antiparallel connected thyristors that are coupled between respective ones of the plurality of phase lines and the neutral line; una pluralidad de inductores que están conectados en serie con los respectivos de la pluralidad de pares de tiristores antiparalelos; ya plurality of inductors that are connected in series with respective ones of the plurality of pairs of antiparallel thyristors; Y una pluralidad de dispositivos de protección contra sobretensiones que están conectados entre los respectivos de la pluralidad de líneas de fase y la línea neutra.a plurality of surge protection devices that are connected between the respective ones of the plurality of phase lines and the neutral line. 11. El dispositivo según la reivindicación 1, en el que el sistema de protección contra arco eléctrico, sobretensión, sobrecorriente y sobrecarga comprende:11. The device according to claim 1, wherein the protection system against electric arc, overvoltage, overcurrent and overload comprises: un dispositivo de palanca que está acoplado a y entre la pluralidad de líneas de fase y está configurado para evitar una condición de sobretensión generando selectivamente una ruta de corriente de baja resistencia entre la pluralidad de líneas de fase;a toggle device that is coupled to and between the plurality of phase lines and is configured to prevent an overvoltage condition by selectively generating a low resistance current path between the plurality of phase lines; una pluralidad de dispositivos de protección contra sobrecargas que están conectados a y entre la pluralidad de líneas de fase y que están configurados para proteger el equipo durante una condición de sobretensión conduciendo una cantidad limitada de corriente que corresponde a la condición de sobretensión; ya plurality of surge protection devices that are connected to and between the plurality of phase lines and that are configured to protect the equipment during an overvoltage condition by conducting a limited amount of current corresponding to the overvoltage condition; Y un circuito de accionamiento de palanca que está configurado para hacer que el dispositivo de palanca se encienda y proporcione la ruta de corriente de baja resistencia entre la pluralidad de líneas de fase.a toggle drive circuit that is configured to cause the toggle device to turn on and provide the low resistance current path between the plurality of phase lines. 12. El dispositivo según la reivindicación 3, en el que el sistema de protección contra arco eléctrico, sobretensión, sobrecorriente y sobrecarga comprende: 12. The device according to claim 3, wherein the protection system against electric arc, overvoltage, overcurrent and overload comprises: un circuito de accionamiento de arco eléctrico (506) que está configurado para hacer que el dispositivo de palanca se encienda y proporcione la ruta de corriente de baja resistencia desde una de la pluralidad de líneas de fase a la línea neutra,an arc drive circuit (506) that is configured to cause the toggle device to turn on and provide the low resistance current path from one of the plurality of phase lines to the neutral line, en el que el dispositivo de palanca comprende una pluralidad de módulos de palanca de accionamiento automático (520) que están conectados a la línea neutra y los respectivos de la pluralidad de líneas de fase.wherein the toggle device comprises a plurality of self-actuating toggle modules (520) that are connected to the neutral line and respective ones of the plurality of phase lines. 13. El dispositivo según la reivindicación 12, en el que la pluralidad de módulos de palanca de accionamiento automático (520) comprenden cada uno:The device according to claim 12, wherein the plurality of self-actuating lever modules (520) each comprise: dos tiristores (TH1, TH2) que están conectados en antiparalelo entre sí;two thyristors (TH1, TH2) that are connected antiparallel to each other; un inductor (L) que está conectado en serie con los dos tiristores;an inductor (L) that is connected in series with the two thyristors; un circuito de accionamiento de palanca (530) que está configurado para recibir una señal de corriente de un sensor de corriente en la correspondiente de la pluralidad de líneas de fase y para hacer que al menos uno de los dos tiristores proporcione una ruta de corriente de baja resistencia entre el correspondiente de la pluralidad de líneas de fase y la línea neutra en respuesta a la señal de corriente que excede un umbral de corriente.a lever actuation circuit (530) that is configured to receive a current signal from a current sensor on the corresponding one of the plurality of phase lines and to cause at least one of the two thyristors to provide a current path of low resistance between the corresponding one of the plurality of phase lines and the neutral line in response to the current signal exceeding a current threshold. 14. El dispositivo según la reivindicación 13, en el que el circuito de accionamiento de palanca está configurado para generar una señal de accionamiento en ausencia de cualquier señal del circuito de accionamiento de arco eléctrico (506).The device according to claim 13, wherein the lever drive circuit is configured to generate a drive signal in the absence of any signal from the arc drive circuit (506). 15. El dispositivo según la reivindicación 13, en el que el circuito de accionamiento de palanca está configurado para proporcionar el accionamiento automático del correspondiente módulo de la pluralidad de módulos de palanca durante un período de puesta en marcha del equipo, y15. The device according to claim 13, wherein the lever drive circuit is configured to provide automatic actuation of the corresponding one of the plurality of lever modules during an equipment start-up period, and en el que el circuito de accionamiento de arco eléctrico (506) está configurado para accionar la pluralidad de módulos de palanca en respuesta a la detección de un arco eléctrico después del período de puesta en marcha del equipo.wherein the arc flash drive circuit (506) is configured to drive the plurality of toggle modules in response to detection of an arc flash after the equipment start-up period. 16. El dispositivo según la reivindicación 13, en el que los de la pluralidad de módulos de palanca comprenden además un circuito amortiguador que está conectado en paralelo con los dos tiristores, y en el que el circuito amortiguador comprende una resistencia (R) y un condensador (C) que están conectados en serie entre sí.16. The device according to claim 13, wherein the plurality of lever modules further comprise a damper circuit that is connected in parallel with the two thyristors, and wherein the damper circuit comprises a resistor (R) and a capacitor (C) that are connected in series with each other. 17. El dispositivo según la reivindicación 12, en el que el sistema de protección de arco eléctrico, sobretensión, sobrecorriente y sobrecarga comprende además un sistema de detección de arco eléctrico (64) que está configurado para detectar un arco eléctrico dentro del equipo y para generar y enviar una señal de arco eléctrico al circuito de accionamiento de arco eléctrico (506).The device according to claim 12, wherein the arc flash, overvoltage, overcurrent, and overload protection system further comprises an arc flash detection system (64) that is configured to detect an arc flash within the equipment and to generating and sending an arc flash signal to the arc flash drive circuit (506). 18. El dispositivo según la reivindicación 12, en el que el sistema de protección de arco eléctrico, sobretensión, sobrecorriente y sobrecarga comprende además un selector de umbral (510) que está conectado al circuito de accionamiento de arco eléctrico (506) y está configurado para proporcionar una señal de selección de corriente de umbral correspondiente a un valor de umbral actual. 18. The device according to claim 12, wherein the arc flash, overvoltage, overcurrent, and overload protection system further comprises a threshold selector (510) that is connected to the arc flash drive circuit (506) and is configured to provide a threshold current selection signal corresponding to a current threshold value.
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